エマルションガンマ線望遠鏡による宇宙ガンマ線の偏光観測

利用乳剂伽马射线望远镜观测宇宙伽马射线的偏振

基本信息

批准号：
11J05108
负责人：
高橋覚
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J05108/
关键词：
ガンマ線原子核乾板宇宙線気球

项目摘要

2011年度気球実験のブライトデータ解析において、バックグラウンド飛跡が蓄積している中から、ガンマ線事象が捉えられることを実証し、エマルションフィルム全面(12.5㎝×10㎝)にわたり、エネルギーで低いほうで50MeVまで、入射角(各投影角)で±45度までのガンマ線事象を97%の信頼性で系統的な検出を実現した。捉えたガンマ線事象に対して、時刻、位置、角度の情軸を使い、オフライン的にトリガーをかけることによって、ハドロンに誘起されたガンマ線事象や、電子に誘起されたガンマ線事象を捉えられることを示した。これらの検出器内で発生しているガンマ線を識別することで、バックグラウンドが抑えられるだけでなく、ガンマ線の到来方向、時刻、エネルギー偏光、検出効率などの校正用線源として利用できる。実際に、ガンマ線の角度分解能を評価し、実際のフライトデータにおいて、高い角度分解能が得られていることを示した。また、ガンマ線事象のタイムスタンプ精度を評価し、タイムスタンプ精度として0.2秒を得、ガンマ線の天球上へのポインティングに必要な秒以下の時間分解能が得られていることを示した。本解析により、オフライントリガー手法を創出した。また実際のフライトデータを使ったガンマ線の評価・校正手法を創出した。2014年度に、アリススプリングス(豪)にて、JAXA国際大気球実験を予定している。その気球実験では、口径面積30倍(3600㎠)で、1日程度のフライトをおこない、既知ガンマ線天体であるVelaバルサーを検出し、立体角で100倍程度の高解像度での撮像、世界で初めてとなる偏光計測めたあのデータ取得の開始、89ミリ秒周期のパルス放射の時間分解を目指す。次期気球実験に向げて、2011年度気球実験の経験と実績を基に、様々な開発や改良が図れた。

在对 2011 年气球实验的明亮数据的分析中，我们证明可以从累积的背景轨迹中捕获伽马射线事件，并且乳剂膜整个表面（12.5 cm x 10 cm），我们实现了对入射角（每个投影角）高达 ±45 度的伽马射线事件的系统检测，可靠性为 97%。我们表明，可以通过使用捕获的伽马射线事件 Ta 的时间、位置和角度轴离线触发来捕获由强子引起的伽马射线事件和由电子引起的伽马射线事件。通过识别这些探测器内产生的伽马射线，不仅可以抑制背景，而且还可以将它们用作辐射源，用于校准伽马射线到达方向、时间、能量偏振、探测效率等。我们实际评估了伽马射线的角分辨率，并表明在实际飞行数据中获得了高角分辨率。我们还评估了伽马射线事件的时间戳精度，得到了0.2秒的时间戳精度，这表明获得了伽马射线指向天球所需的亚秒级时间分辨率。通过这样的分析，我们创建了一个离线触发的方法。我们还利用实际飞行数据创建了伽马射线评估和校准方法。 2014 年，JAXA 国际气球实验计划在爱丽斯泉（澳大利亚）进行。在气球实验中，孔径面积扩大了30倍（3,600平方厘米），飞行持续了大约一天，探测到了已知的伽马射线天体Vela balsar，并以大约100倍立体角的高分辨率对其进行成像，其目标是开始获取偏振测量等数据，并对周期为 89 毫秒的脉冲辐射进行时间分辨。为了准备下一次气球实验，在2011年气球实验的经验和成果的基础上，进行了各种开发和改进。