Long-term observations to study the origins of Galactic Cosmic Rays and search for Dark Matter with CALET

使用 CALET 进行长期观测，研究银河宇宙线的起源并寻找暗物质

• 批准号: 19H05608
• 负责人: 鳥居 祥二
• 金额: $ 128.79万
• 依托单位: Waseda University
• 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-19H05608/
• 关键词: 高エネルギー宇宙線; 宇宙線加速源; 宇宙線銀河内伝播; 暗黒物質; 国際宇宙ステーション; 宇宙線加速; 近傍加速源; 多波長天文学; カロリメータ; 銀河宇宙線; 宇宙ステーション; 宇宙線電子成分

本研究で実施しているISS日本実験棟・「きぼう」に搭載したCALorimetric Electron Telescope（CALET）による高エネルギー宇宙線の観測は、2015年10月から約7.5年に亘って極めて順調に実施されている。JAXAと連携した軌道上観測の常時モニタリングを行って観測運用の最適化を図ることにより、効率的かつ安定的な観測が実現されている。その結果、主要な観測モードである高エネルギートリガーによる観測イベント数はすでに約18億に達しており、所期の目的である、(1) 1 GeV-10 TeV領域の電子、(2) 10 GeV-数100 TeV領域の陽子・原子核、(3)１GeV-1 TeV領域のガンマ線、の観測を継続的に実施している。これまでの観測結果のデータ解析により、本年度は以下の３件の論文をPRL誌において発表している。１）核子当たり8.8 GeV-240 GeV領域でのニッケルのエネルギースペクトルの観測結果、及び鉄のエネルギースペクトルの比較、２）50　GeV-60 TeV領域での陽子のエネルギースペクトルとその解釈、３）核子当たり8.4 GeV-3.8 TeV領域でのホウ素のエネルギースペクトルとホウ素/炭素比のエネルギー依存性、及びそのLeaky Box Modelによる検証。これらはいずれもこれまでの観測では確実には達成されなかった、高エネルギー領域における高精度な観測結果であり、宇宙線の起源と伝播について重要な知見をもたらすものである。さらに、LIGO-VirgoのO3 ランで観測された重力波発生天体からの7 keV-TeV領域の電磁成分の観測結果(上限値）をApJ誌において発表している。なお、この期間の最新の研究成果は、COSPAR等の国際会議（８件、内3件は招待講演）や日本物理学会（15件）等の国内会議において適宜発表している。

This study で be applied し て い る ISS Japan be 験 building, "き ぼ う" に carry し た CALorimetric Electron Telescope (CALET) に よ る high エ ネ ル ギ ー cosmic ray の 観 は, in October 2015 か ら about 7.5 years に animation っ て extremely め て suitable adjustable に be applied さ れ て い る. JAXA と し link-up た orbit 観 の measuring geomagnetic モ ニ タ リ ン グ を line っ て 観 measurement using optimal の を 図 る こ と に よ り, sharper rate か つ stable な 観 が measurement be presently さ れ て い る. そ の results, main な 観 measuring モ ー ド で あ る high エ ネ ル ギ ー ト リ ガ ー に よ る 観 measuring イ ベ ン ト number は す で に about 1.8 billion に し て お り, the purpose of the phase is の で あ る, (1) 1 GeV - 10 TeV の electronics, (2) 10 GeV - number 100 TeV field の yoko, nucleus, 1 GeV - 1 (3) In the TeV field, the に practical application of <s:1> ガ <e:1> を継続 lines and <s:1> 観 measurement を継続 is て て る る る. こ れ ま で の 観 measurement results の デ ー タ parsing に よ り, は this year the following three pieces of の の thesis を PRL tzu に お い て 発 table し て い る. 1) nuclear when た り 8.8 GeV - 240 GeV field で の ニ ッ ケ ル の エ ネ ル ギ ー ス ペ ク ト ル の 観 measurement results, and び iron objects の エ ネ ル ギ ー ス ペ ク ト ル の areas, 2) GeV of 50-60 TeV で の yoko の エ ネ ル ギ ー ス ペ ク ト ル と そ の 釈, 3) nuclear when た り 8.4 GeV - 3.8 TeV field で の ホ ウ element の エ ネ ル ギ ー ス ペ ク ト ル と ホ ウ element/carbon ratio is の エ ネ ル ギ ー dependency and び そ の Leaky Box Model に よ る 検 certificate. こ れ ら は い ず れ も こ れ ま で の 観 measuring で は indeed be に は reached さ れ な か っ た, high エ ネ ル ギ ー field に お け る high-precision な 観 measurement results で あ り, cosmic ray origin と の 伝 sowing に つ い て important な knowledge を も た ら す も の で あ る. さ ら に, LIGO, Virgo の O3 ラ ン で 観 measuring さ れ た gravitational wave 発 raw celestial か ら の 7 keV - の TeV field electromagnetic component の 観 maximum (nt) を test results (tzu に お い て 発 table し て い る. Youdaoplaceholder0,, the latest research achievements of <s:1> during the period of なお, <s:1>, international conferences such as COSPAR (8 items, 3 of which are invited lectures) や, domestic <s:1> conferences such as the Physical Society of Japan (15 items) にお て て, suitable for presentation て て る る.

项目成果

NASA Goddard Space Flight Center/Louisiana State University/Washington University St. Louis(米国)

NASA戈达德太空飞行中心/路易斯安那州立大学/圣路易斯华盛顿大学（美国）

New Results from the first 5 years of CALET observations on the International Space Station

国际空间站 CALET 前 5 年观测的新结果

• DOI: 10.22323/1.395.0010
• 发表时间: 2021
• 期刊: Proceedings of Science (ICRC2021)
• 作者: O. Adriani;Y. Akaike et al.;(CALET Collaboration);P. S. Marrocchesi et al. (CALET Collaboration)
• 通讯作者: P. S. Marrocchesi et al. (CALET Collaboration)

CALET Upper Limits on GeV-energy Gamma-Ray Burst Emission

CALET GeV 能量伽马射线暴发射上限

• 发表时间: 2019
• 期刊: Proceeding of Science (ICRC2019)
• 作者: K. Kato; T. Ogawa;K. Ozawa eds.;N.Cannady et al. (CALET Collaboration)
• 通讯作者: N.Cannady et al. (CALET Collaboration)

Quiescent Solar Gamma-ray Observations with CALET on the International Space Station

国际空间站上的 CALET 静态太阳伽马射线观测

• 发表时间: 2021
• 作者: Brian Flint Rauch;Wolfgang Zober Nicholas Cannady and Anthony Ficklin (CALET Collaboration);Nicholas Cannady (CALET Collaboration)
• 通讯作者: Nicholas Cannady (CALET Collaboration)

Search for Anisotropy in Electron+Positron Cosmic Rays using CALET Data

使用 CALET 数据搜索电子正电子宇宙线中的各向异性

• 发表时间: 2019
• 作者: Yuta Kawakubo;Nick Cannady (CALET Collaboration);鳥居祥二（CALETチーム）;三宅晶子（CALETチーム）;田村忠久（CALETチーム）;高 柚季乃（CALETチーム）;高柚季乃;鳥居祥二;浅岡陽一;Shoji Torii;Yoichi Asaoka;Yoichi Asaoka;Pier Simone Marrocchesi;Shoji Torii;Yuta Kawakubo;Shoko Miyake;Paolo Maestro;Yoichi Asaoka;森正樹;三宅晶子;Holger Motz
• 通讯作者: Holger Motz