チベット空気シャワー観測装置による高・超高エネルギー宇宙放射線の研究

利用西藏气簇观测装置进行高能和超高能宇宙辐射研究

基本信息

批准号：
08F08329
负责人：
瀧田正人
金额：
$ 1.47万
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
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。チベット空気シャワー観測装置はTeV領域の空気シャワーの到来方向を1度以上の精度で決定できる世界で唯一の装置である。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。チベット実験では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がある。本年度においては、Kneeエネルギー領域の陽子エネルギースペクトルを高精度測定できる空気シャワーコア観測装置YAC-I検出器100台の製作を開始し、来年度には空気シャワー観測装置との連動データ取得開始予定である。また、申請者及び共同研究者の監督の下で、本年度の12月に鉄筋コンクリート製地下プールの躯体が完成した。来年度は、地下プール内に光センサーである20インチ光電子増倍管、信号・高電圧ケーブル等の装着を行い、データ取得システムの調整、測定器の時間・エネルギー校正を経て、地下プールへの注水が完了すれば、100TeV領域ガンマ線観測用としては過去現在を通して世界一の有効面積を持つミューオン観測装置が稼働を開始する。

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。西藏气簇观测装置是世界上唯一能够确定TeV区域气簇到达方向、精度超过1度的装置。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。西藏实验使得精确测量10 TeV区域的宇宙伽马射线能谱成为可能，并有可能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，或者由于质子加速而产生的中性π介子。本财年，我们将开始制造100台YAC-I探测器，这是一种可以高精度测量膝能区质子能谱的风淋室核心观测装置，并计划开始与风淋室观测装置结合获取数据下一个财政年度。此外，在申请人和合作研究人员的监督下，钢筋混凝土地下水池的框架已于今年12月完成。明年，我们将在地下水池安装20英寸光电倍增管作为光传感器、信号/高压电缆等，调整数据采集系统，并在注水前校准测量设备的时间和能量建成后，拥有世界上最大的100 TeV区域伽马射线观测活动面积的μ子观测装置将开始运行。