Study of origins and propagation of very high energy cosmic rays with detailed measurements in the wide energy range

研究极高能宇宙射线的起源和传播，并在宽能量范围内进行详细测量

• 批准号: 19H05607
• 负责人: 荻尾 彰一
• 金额: $ 129.54万
• 依托单位: The University of Tokyo (2020-2023)Osaka City University (2019)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-06-26 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H05607/
• 关键词: 超高エネルギー宇宙線; 宇宙線の化学組成; 宇宙線の起源; 宇宙線の伝播; 宇宙線; 化学組成; 銀河系; 銀河間空間; 宇宙物理; 宇宙線化学組成; 空気シャワー; 大気蛍光望遠鏡; 宇宙線物理学

日本からの派遣を再開することができ、夏に集中的なメンテナンスキャンペーンを実施し、稼働地表検出機（SD）台数100%を達成できた。その後もリモートでの実験装置の監視とユタ大学の現地雇用職員による現地作業の連携によって定常観測継続している。TALEハイブリッド観測のエネルギーしきい値をさらに一桁下げるべく、SDを追加設置した（2022年10月）。50台のSDを100 m間隔で追加設置し、0.36平方 kmをカバーしている。TALEハイブリッド観測による10^17eV領域宇宙線のエネルギースペクトル、平均原子核質量数のエネルギー変化を日本物理学会、イタリアで開かれた国際会議UHECR2022などで報告した。ハイブリッド観測に比べて圧倒的に（10倍以上）統計量の多いTALE SDアレイによる空気シャワー観測データから一次宇宙線原子核種をevent by eventに決定する手法を研究している。モンテカルロ（MC）シミュレーションで作られた陽子または鉄原子核由来のTALE SD擬似測定データに対して、粒子種を判別する２値分類機械学習モデルを作成し、性能を評価した。研究結果の１つを図４に示す。モデルへの入力データは、シャワー解析の結果として得られる到来方向、一次エネルギー、横方向粒子数分布、シャワー面曲率、シャワー面厚みなど27個のパラメーターとコアにもっとも近い検出器１台の上下２層の波形信号、合計283個の数値である。陽子、鉄原子核の２成分に対する分類精度として72.3%が得られている。

Japan か ら の send open another す を る こ と が で き, summer に concentrated な メ ン テ ナ ン ス キ ャ ン ペ ー ン を be し, grain or ground 検 働 machine (SD) pounced just 100% を reached で き た. After そ の も リ モ ー ト で の be 験 device の monitoring と ユ の タ university staff the in situ に よ る in situ homework の に link-up よ っ て constant 観 継 measurement 続 し て い る. By Tate ハ イ ブ リ ッ ド 観 measuring の エ ネ ル ギ ー し き い numerical を さ ら に under a girder げ る べ く, SD を additional setup し た (October 2022). 50 sets of SDを100 m intervals で are added to set up <s:1>, 0.36 square kmをカバ をカバ て て る る. By Tate ハ イ ブ リ ッ ド 観 measuring に よ る 10 ^ 17 ev field cosmic ray の エ ネ ル ギ ー ス ペ ク ト ル mass number, average nucleus の エ ネ ル ギ ー - を Japan institute of physics and イ タ リ ア で open か れ た international conference UHECR2022 な ど で report し た. ハ イ ブ リ ッ ド 観 に measurement than べ て 圧 down に の い more (more than 10 times) statistics by Tate SD ア レ イ に よ る empty 気 シ ャ ワ ー 観 measuring デ ー タ か ら a cosmic ray nuclei of を event by event に decided す る gimmick を research し て い る. モ ン テ カ ル ロ (MC) シ ミ ュ レ ー シ ョ ン で as ら れ た yoko ま た は iron objects nucleus origin の by Tate SD determination of quasi デ ー タ に し seaborne て, particle を discriminant す る 2 numerical classification machine learning モ デ ル を を し, consummate performance evaluation 価 し た. The results of the study を 1 を figure 4に show す. モ デ ル へ の デ into force ー タ は, シ ャ ワ ー analytical results の と し て have ら れ る coming direction, a エ ネ ル ギ ー, horizontal direction particle number distribution, シ ャ ワ ー surface curvature, シ ャ ワ ー side み な ど 27 の パ ラ メ ー タ ー と コ ア に も っ と も nearly い 検 extractor 1 の fluctuation layer 2 の waveform signal, the total number of 283 の numerical で あ る. The classification accuracy of the two components of male and iron nuclei に for する is と て て72.3%が られて る る る.

项目成果

Measurement of Cosmic-ray Energy Spectrum with the TALE Detector in Hybrid Mode

使用 TALE 探测器混合模式测量宇宙射线能谱

• DOI: 10.1051/epjconf/202328302006
• 发表时间: 2023
• 期刊: EPJ Web of Conferences
• 作者: Oshima Hitoshi;et al.
• 通讯作者: et al.

TA実験369: TALE実験のinfill SDアレイによる拡張と観測精度などのシミュレーションによる評価

TA实验369：使用填充SD阵列扩展TALE实验并通过模拟评估观测精度

• 发表时间: 2021
• 作者: Saut Jean-Claude;Segata Jun-ichi;岩崎葵
• 通讯作者: 岩崎葵

TA実験348: TALE実験大気蛍光望遠鏡を用いた単眼観測によるデータの解析

TA 实验 348：使用 TALE 实验大气荧光望远镜分析单眼观测数据

• 发表时间: 2020
• 作者: Akinori Kamiyama;Masahiro Matsuura;John N. Moore;Takaaki Mano;Naokazu Shibata;Go Yusa;藤田慧太郎
• 通讯作者: 藤田慧太郎

Analysis of Air Shower Structure Measured with The Telescope Array Surface Detector

望远镜阵列表面探测器测量风淋室结构分析

• 发表时间: 2019
• 作者: Adam J.;Esumi S.;他;STAR Collaboration;Rosa Mayta
• 通讯作者: Rosa Mayta

TA実験330:TALE実験ハイブ リッド検出器の性能評価

TA实验330：TALE实验混合探测器性能评估

• 发表时间: 2019
• 作者: Nonaka Toshihiro;Kitazawa Masakiyo;Esumi ShinIchi;郡司修一;藤田慧太郎
• 通讯作者: 藤田慧太郎