チベット空気シャワー観測装置による10TeV領域宇宙放射線の研究

利用西藏空气簇射观测装置研究10TeV区域宇宙辐射

基本信息

批准号：
05F05305
负责人：
瀧田正人
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

日中共同実験のチベット空気シャワー観測装置は、高度4300メートルの中国チベット高原に789台のシンチレーションカウンターを7.5m間隔の碁盤目状に配置した37000平方メートル空気シャワーアレイであり、TeV領域以上の宇宙線及び宇宙ガンマ線の広視野連続観測を世界最高感度で行っている。この観測装置により、高エネルギー宇宙ガンマ線点源の探索、ガンマ線バーストの探索、カニ星雲からのガンマ線スペクトルの精密測定、超高エネルギー一次宇宙線の化学組成及びエネルギースペクトルの測定、銀河一次宇宙線の異方性の観測等と通じて、宇宙線の起源・加速機構に関する極めてユニークな研究を行う。ガンマ線信号と宇宙線陽子による雑音を識別するソフトウェアを改良する作業が進行中である。また、数TeV以上の遷移的な未知の宇宙ガンマ線放射天体を広視野連続探索した。チベット実験では数10TeV領域の宇宙ガンマ線エネルギースペクトルの精密測定が可能であり、かに星雲からのガンマ線の起源が電子加速による逆コンプトン効果起源か陽子加速による中性パイ中間子起源かの判別が出来る可能性を探った。チベット実験では、宇宙線中の月の影が観測されているが、地球磁場による月の影の移動を用いて、観測装置のエネルギースケールの絶対校正が可能であり、信頼性の高いガンマ線エネルギースペクトルが観測可能である。また、銀河面等からの拡散ガンマ線源の探索を行った。さらにCygnus領域やTail-inなどで観測されている宇宙線異方性がガンマ線起源なのか宇宙線陽子起源なのかを解明する解析が進行中である。その他、現行のチベット空気シャワー観測装置の地下に大型水チェレンコフミューオン観測装置を設置して10TeV領域以上の宇宙ガンマ線を宇宙線陽子雑音なしに観測する計画が進行中であるが、この計画に必要な測定器開発を行なった。

中日联合实验的西藏气簇观测装置是在海拔4300米的中国青藏高原上建造的一个37000平方米的气簇阵列，由789个闪烁计数器以7.5m的间隔排列成网格状。以世界最高灵敏度对宇宙伽马射线进行宽视场连续观测。通过该观测装置，我们将寻找高能宇宙伽马射线点源，寻找伽马射线爆发，精确测量蟹状星云的伽马射线谱，测量超高能宇宙伽马射线的化学成分和能谱。我们将通过定向观测对宇宙线的起源和加速机制进行极其独特的研究。目前正在改进区分伽马射线信号和宇宙射线质子引起的噪声的软件。此外，我们还对瞬时能量达到几TeV或更高的未知宇宙伽马射线发射物体进行了连续的广域搜索。西藏实验使得精确测量数十TeV范围的宇宙伽马射线能谱成为可能，从而可以确定蟹状星云伽马射线的来源是否源于电子加速引起的逆康普顿效应，或者由于质子加速，我探索了性。西藏实验中观测到了宇宙线中的月球影子，但月球影子因地球磁场而产生的运动可以用来绝对标定观测装置的能量尺度，并有可能获得高度可靠的观测结果。伽马射线能谱是可观测的。我们还寻找来自银道面的弥散伽马射线源。此外，正在进行分析以确定在天鹅座区域和尾部观察到的宇宙射线各向异性是否源自伽马射线或宇宙射线质子。此外，正在计划在现有的西藏空气簇射观测装置的地下安装大型水切伦科夫介子观测装置，以观测10 TeV区域或以上的宇宙伽马射线，而无需开发测量设备。