反射型望遠鏡を利用した暗黒物質候補Strange Quark Matter探索

使用反射望远镜寻找暗物质候选者奇异夸克物质

• 批准号: 09874058
• 负责人: 佐々木 真人
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09874058/
• 关键词: 暗黒物質; クォークマター; 黒体輻射; 大気蛍光検出器; 最高エネルギー宇宙線; テレスコープアレイ; 宇宙腺望遠鏡計画; デジタル信号処理; クォーク物質; ストレンジクォーク; WINPS; センサー; カメラ; 反射型望遠鏡

本研究は大気蛍光検出法により、最高エネルギー宇宙線の起源を探る宇宙線望遠鏡計画のため開発された明野観測所内に設置されたプロトタイプ望遠鏡の施設を利用し、そのフロントエンド信号処理を最小限改良して、宇宙暗黒物質候補の一つであるクォークマターが大気中に侵入し黒体輻射で発光する現象を捉え、その存在密度を調査する研究である。そのプロトタイプ望遠鏡の格納庫、構造、光学系、カメラ等が平成9年度末に完成し、読み出し回路群が平成10年度後期に完成し実装された。それに即して、以下の開発、研究が本助成金をもとに行われた。平成9年度は主に本研究に用いるべきデータ取得系の開発を行った。1台分のサーバーとクライアントのコンピュータを安価なPCで構築し、GPIBインターフェースを用いた光電子像倍管からのデータの取得、転送、蓄積を可能にした。 トリガー条件の最適化を計算機シミュレーションにて行った。また、雷等のアクシデンタルノイズの除去のため、テレビカメラを用いるが、その画像収集もクライアントコンピューターにて、できるように設定した。明野のプロトタイプ望遠鏡からの信号を分岐して本システムの実機を用いたテストを行った。平成10年度は主にトリガー装置の開発と観測準備を行った。新たな蛍光検出器用のフロントエンド信号処理回路を別途開発し、ラボでのテスト後、明野プロトタイブ望遠鏡に設置した。高速デジタル信号処理回路を各入力信号ごとに付け、光電子増倍管にて捉える現象の頻度、強度、時間幅を広いレンジでプログラミングにて可変に扱えるため、本研究への転用が可能である。本研究に必要なトリガー論理を生成するのに必要な処理をする回路の開発とラボでのテストを行い、良好な結果を得た。平成10年度末に上記フロントエンド信号処理回路設置に即して、本トリガー装置等も設置を完了した。現在、YAGレーザーや小型発光パルサーを用いた検出感度、ゲイン安定度、トリガー発生、バックグランドなどの実機テストを行っている。これらが順調に進めば、平成11年度には物理観測に移行できると思われる。本研究において、このプロトタイプ望遠鏡1台に対する開発テストは終了したので、拡張しなければ新たに発生する費用は無い。

这项研究使用安装在明野天文台的原型望远镜的设施，该原型望远镜是为宇宙射线望远镜项目开发的，旨在探索最高能量宇宙射线的起源，利用大气荧光探测，并最低限度地改进其前端信号处理。这项研究旨在捕捉夸克物质（宇宙暗物质的候选者之一）进入大气层并因黑体辐射而发光的现象，并研究其密度。原型望远镜的机库、结构、光学系统、相机等于1997年底完成，读出电路组于1998年下半年完成实施。据此，利用这笔赠款进行了以下开发和研究。 1997年，我们主要开发了本研究中使用的数据采集系统。使用廉价的 PC 构建了单个服务器和客户端计算机，从而可以使用 GPIB 接口从光电倍增管获取、传输和存储数据。 使用计算机模拟优化触发条件。此外，电视摄像机用于消除闪电等意外噪音，但客户端计算机也被配置为收集图像。我们对来自 Akeno 原型望远镜的信号进行了分支，并使用实际系统对其进行了测试。 1998年，我们主要研制了触发装置，为观测做准备。单独开发了新型荧光探测器的前端信号处理电路，经过实验室测试后安装在明野原型望远镜上。每个输入信号都附有高速数字信号处理电路，通过编程可以在大范围内改变光电倍增管捕获的现象的频率、强度和时间宽度，从而可以将其应用于此。研究。我们开发了一种电路，可以执行生成本研究所需的触发逻辑所需的处理，并在实验室中进行测试，并获得了良好的结果。 1998年底，随着前面提到的前端信号处理电路的安装，这个触发装置的安装也完成了。目前，我们正在使用YAG激光器和小型发光脉冲发生器对检测灵敏度、增益稳定性、触发生成、背景等进行实际设备测试。如果一切顺利，预计我们将能够在 1999 财年继续进行物理观测。在这项研究中，这台原型望远镜的开发测试已经完成，因此除非扩大规模，否则不会有新的成本。