Precise verification of galactic cosmic-ray propagation models by high-precision aerogel Cherenkov imaging

利用高精度气凝胶切伦科夫成像精确验证银河宇宙线传播模型

• 批准号: 21K03584
• 负责人: 田端 誠
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03584/
• 关键词: シリカエアロゲル; チェレンコフ検出器; 宇宙線; リングイメージングチェレンコフ検出器; 放射線検出器; 宇宙線同位体比; 宇宙線実験

高屈折率（高密度）のエアロゲルタイルは低密度のものに比して巨視的な柔軟性に乏しいため衝撃で割れやすい。第一回目の気球飛翔に向けた測定器には既に屈折率1.15のエアロゲルを実装しているが、宇宙線観測後の気球着地の衝撃で破損が生じることも想定されるため第二回目の気球飛翔の機会に向けて測定器の迅速な再整備への準備が必要である。高屈折率のエアロゲルは一度の製作にこれまで数ヵ月を要したが、研究二年度目は蒸気圧が大きい溶媒を利用して高屈折率のエアロゲルの製作期間を短縮することを試みた結果、試作タイルの基本的な光学性能は概ね良好であった。より詳細な評価を実施し、要求性能を満たすよう必要に応じて製法にさらなる改善を加えることで、製作期間縮減による効率的な開発と製造コストの削減につなげる。高エネルギー領域に対応するために新規開発により追加実装する計画である屈折率1.03のエアロゲルの試作では研究初年度に高い透明度を達成していた。二年度目に実施した量産に向けた大型タイルの試作において、屈折率が高い側へのずれる事象と付随する透明度の低下が見られた。これは製造過程における意図しない体積の収縮が主な原因と考えられ、収縮がどのように生じているかを確認するため一連の再現実験を行った。製造手順における物理化学的パラメータの変化に応じて仕上がるエアロゲルの物性がどのように応答するかを追跡し、各種パラメータの相関についての理解が深まった。要求性能に対して歩留まり良く製作することに道筋が立つとともに、1.02や1.04のような近しい屈折率の開発に対しての波及効果も期待できる。

High rate of inflectional (high density) の エ ア ロ ゲ ル タ イ ル は low density の も の に than し て macroscope な softness に spent し い た め blunt shock で cut れ や す い. First pa2 の 気 fly ball に to け た tester に は both に inflectional rate 1.15 の エ ア ロ ゲ ル を be loaded し て い る が, cosmic ray 観 after log の 気 の rushed the ball hit the ground shock で damaged が raw じ る こ と も scenarios さ れ る た め second pa2 の 気 fly ball to け の opportunity に て tester の な servicing へ again quickly の prepare が necessary で あ る. High rate of inflectional の エ ア ロ ゲ ル は の once made に こ れ ま で を to several ヵ month し た が, research the second annual orders は steamed 気 圧 が big き い solvent を using し て high rate of inflectional の エ ア ロ ゲ ル の produced during を shortening す る こ と を try み た results, try タ イ ル の basic な good optical properties は almost ね で あ っ た. よ り な detailed review 価 を be を し, request performance against た す よ う necessary に 応 じ method て に さ ら な る improve を plus え る こ と で, production cuts during に よ る sharper rate な open 発 と manufacturing コ ス ト の cut に つ な げ る. High エ ネ ル ギ ー field に 応 seaborne す る た め に new rules open 発 に よ り additional be loaded す る project で あ る inflectional rate 1.03 の エ ア ロ ゲ ル の attempt で は research at the beginning of the annual に い transparency を reached し て い た. Second annual orders に be applied し た production に to け た large タ イ ル の attempt に お い て, high rate of inflectional が い side へ の ず れ る things like pay with す と る low transparency の が see ら れ た. こ れ は manufacturing process に お け る meaning 図 し な い volume の 収 shrinkage が main な reason と exam え ら れ, 収 shrinkage が ど の よ う に raw じ て い る か を confirm す る た め の reappear in a row be 験 を line っ た. Manufacturing hand shun に お け る physicochemical パ ラ メ ー タ の variations change に 応 じ て shi on が る エ ア ロ ゲ ル の property が ど の よ う に 応 answer す る か を tracing し, various パ ラ メ ー タ の phase masato に つ い て の understand が deep ま っ た. Request performance に し seaborne て step left ま り good く making す る こ と に tao jin が made つ と と も に, 1.02 1.04 の や よ う な nearly し い inflectional rate の open 発 に し seaborne て の affected unseen fruit も expect で き る.

项目成果

Cosmic-ray isotope measurements with HELIX

使用 HELIX 进行宇宙射线同位素测量

• DOI: 10.22323/1.395.0091
• 发表时间: 2021
• 期刊: Proceedings of Science
• 作者: P.Allison;J.J.Beatty;L.Beaufore;Y.Chen;S.Coutu;M.Gebhard;N.Green;D.Hanna;H.B. Jeon;B.Kunkler;M.Lang;R.Mbarek;K.McBride;I.Mognet;D.Muller;J.Musser;S.Nutter;S.O'Brien;N.Park*;Z.Siegel;M.Tabata;G.Tarle;G.Visser;S.P.Wakely;M.Yu
• 通讯作者: M.Yu

High-quality aerogel Cherenkov radiators recently developed in Japan

日本最近开发出高品质气凝胶切伦科夫散热器

• DOI: 10.1088/1742-6596/2374/1/012114
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Physics: Conference Series
• 作者: Yoshiaki Himemoto;Atsushi Nishizawa;Atsushi Taruya;Makoto Tabata
• 通讯作者: Makoto Tabata

University of Chicago(米国)

芝加哥大学（美国）

Queen's University/McGill University(カナダ)

女王大学/麦吉尔大学（加拿大）

Calibration of Aerogel Tiles for the HELIX-RICH Detector

HELIX-RICH 探测器气凝胶块的校准

• DOI: 10.22323/1.395.0090
• 发表时间: 2021
• 期刊: Proceedings of Science
• 作者: P.Allison;J.J.Beatty;L.Beaufore;Y.Chen;S.Coutu;E.Ellingwood;M.Gebhard;N.Green;D.Hanna;B.Kunkler;I.Mognet;R.Mbarek;K.McBride;K.Michaels;D.Muller;J.Musser;S.Nutter;S.O'Brien*;N.Park;T.Rosin;E.Schreyer;G.Tarle;M.Tabata;A.Tomasch;G.Vis
• 通讯作者: G.Vis