Novel Development of Highest Energy Gamma Ray Astronomy

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南米ボリビアの標高4,740m地点に新しい宇宙線観測装置を建設し、南天では世界初の最エ高ネルギー領域(百兆から千兆電子ボルト：sub-PeV = 0.1 - 1 PeV）でガンマ線放射天体を観測する。そして、その親粒子となる千兆電子ボルト（1 PeV) 銀河宇宙線加速天体の正体という、宇宙線物理学の長年の謎を解明する。南半球からは、銀河系中心ブラックホールや多数の超新星残骸などの極限物理状態の天体が観測可能で、どの天体現象がどのエネルギーまで粒子を加速できるのかを明らかにする。本年度は、ボリビアのサンアンドレス大学・ボリビアの建設業者とミュー粒子検出器用貯水槽の設計と基礎調査を行った。本計画の一部であるプロトタイプ実験ALPAQUITA（地表空気シャワー検出器約100台）の建設に向けたインフラ整備は、サンアンドレス大学の工学部や施設担当者らの協力によってほぼ完成した。ALPAQUITAの地表空気シャワー検出器の設置作業が進んでいる。観測施設に給水するための井戸の掘削方法とパイプ・ポンプの設置方法の検討、質と水量に関する調査を進めた。また、本計画で実行可能・最適な地表空気シャワー検出器の数・配置場所を地下ミュー粒子検出器の面積・設置場所と合わせて検討した。地下ミュー粒子検出器のデザインも最終段階を迎え、まもなく設置予定である。さらに、光電子増倍管、高圧電源、読み出し回路等を日本で準備・試験した。個々の装置の特性の理解と読み出しソフトウェアの動作確認が目的である。また、ALPAQUITAに地下ミュー粒子観測装置の一部を組み合わせた実験のsub-PeV領域ガンマ線放射天体に関する感度をモンテカルロシミュレーションによって評価したところ、1年間の観測期間で数個の明るい天体が検出可能であることが判明した。本計画に関して、オンラインで国内外研究打ち合わせや国内外発表を行った。