原子核乾板による高エネルギーガンマ線天体の偏光観測の実現

利用核乳剂实现高能伽马射线天体偏振观测

• 批准号: 22K20382
• 负责人: 中村 悠哉
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20382/
• 关键词: ガンマ線; 偏光; 宇宙線; 原子核乾板; 飛跡検出器; ガンマ線天文学

GRAINE実験における原子核乾板を用いた高エネルギー宇宙ガンマ線(sub-GeV/GeV)の偏光観測実現に向けた開発を進行した。ガンマ線偏光観測の実現には、高精度な飛跡読み取りに加えて観測統計も重要になる。今年度は、これまで開発してきた原子核乾板の性能を最大限に引き出す精密飛跡読み取りシステムに関して、大統計処理に向けてハードウェアとソフトウェアの両方からシステムの高速化を図った。ハードウェアでは、読み取り顕微鏡に用いている対物レンズの変更を検討した。現行の対物レンズでは飛跡が記録された乳剤層の撮像時に、収差による画像端の歪みが大きく十分な精度で銀粒子座標を決定することが困難なため中心付近のみを解析に用いていた。これに対して、よりGRAINE実験で用いる原子核乾板に適した対物レンズの選定を行うことで、収差の低減や測定精度の向上を目指した。5つの異なる対物レンズについてデモ機を用いて性能評価を行い最適なレンズを選定した結果、画像端での収差による歪みを既存のものと比べおよそ1/20にまで低減することができた。これにより解析に利用可能な画像範囲が大幅に拡大し、撮像回数が減少し解析速度にしておよそ3倍程度の高速化が期待される。ソフトウェアでは、検出銀粒子の3次元決定プログラムを刷新し従来の3倍程度の高速化を実現した。これにより一度の乳剤層撮像の速度と同等の処理速度が得られ、撮像と画像処理の並列化が実現可能となった。これらの並列化によって解析速度にしておよそ2.5倍の高速化が可能となった。上記の開発により従来と比べて解析速度をおよそ7倍高速化した。これにより偏光測定に必要な最低限の統計量のガンマ線を解析するのに要する時間が20->3ヶ月程度で実現可能な見込みとなった。さらなる高速化の余地も残されており、最終的に1-2ヶ月程度で解析可能になる見込みである。

GRAINE be 験 に お け る nucleus dry plate を with い た high エ ネ ル ギ ー universe ガ ン マ line (sub - GeV/GeV) の polarization 観 be presently に to け た open 発 を for し た. The actual occurrence of the ガ, <s:1>, and the high-precision な flight track 読み of the linear polarized light 観 measurement clamp is に, になる, and the combined measurement statistics of に and えて観 are になる important になる. Our は, こ れ ま で open 発 し て き た nucleus dry plate の performance を most time に き out す precision flying trace 読 み take り シ ス テ ム に masato し て, large statistical 処 に to け て ハ ー ド ウ ェ ア と ソ フ ト ウ ェ ア の struck party か ら シ ス テ ム high speed の を 図 っ た. ハ ー ド ウ ェ ア で は, 読 み take り 顕 micromirror に with い て い る content レ seaborne ン ズ の - more を beg し 検 た. Current の content レ seaborne ン ズ で は fly trace record が さ れ た の pinch of milk one layer like when に, poor 収 に よ る portrait side の slanting み が big き く で silver particles very な precision coordinate を decided す る こ と が difficult な た め center pay nearly の み を parsing に with い て い た. こ れ に し seaborne て, よ り GRAINE be 験 で with い る nucleus dry plate に optimum し た content レ seaborne ン ズ の を selected rows う こ と で low, poor 収 の や reduction measurement precision の upward を refers し た. 5 つ の different な る content レ seaborne ン ズ に つ い て デ モ machine を with い て performance evaluation 価 を line い optimum な レ ン ズ を selected し た results, portrait で の 収 poor に よ る slanting み を existing の も の と than べ お よ そ 1/20 に ま low で す reduction る こ と が で き た. こ れ に よ り resolution に use may な portraits van 囲 が sharply に company, big し analytical speed, pinch of like back number が reduce し に し て お よ そ 3 times high speed degree の が expect さ れ る. Youdaoplaceholder0 ソフトウェアで, 検, the silver particle <s:1> in the third dimension determines that プログラムを refreshes <s:1> 従 to three times the degree of <s:1> high-speed を occurrence た た. こ れ に よ り once の milk one layer of like の と equal speed の 処 speed が happily ら れ, pinch of portrait as と 処 の tied for the が may be presently と な っ た. <s:1> れら <s:1> parallelization によって resolution speed に ておよそ ておよそ2.5 times <s:1> high-speed が may となった. The above note states that the development of によ によ 従 従 is used to make と seven times faster than べて in terms of resolution speed をおよそ and to achieve a high-speed <s:1> た. こ れ に よ り polarimetry に な necessary minimum standard の statistic の ガ ン マ line を parsing す る の に to す る が 20 - > 3 degree で ヶ month time may be now な see 込 み と な っ た. Youdaoplaceholder0 high-speed non-leeway さらなる residue されてお, the final に1-2ヶ month degree で analysis may になる see 込みである.

项目成果

GRAINE Project, balloon-borne sub-GeV/GeV gamma-ray telescope with nuclear emulsion

GRAINE 项目，带有核乳剂的气球载次 GeV/GeV 伽马射线望远镜

• 发表时间: 2022
• 作者: Tomoya Naito;Gianluca Colo;Haozhao Liang;Xavier Roca-Maza;and Hiroyuki Sagawa;内藤智也;Tomoya Naito;辻直希;Tomoya Naito;Keita Mizukoshi;辻直希;Tomoya Naito;辻直希;Tomoya Naito;Naoki Tsuji;内藤智也;Alexandre Cauquoin;Alexandre Cauquoin;Alexandre Cauquoin;Estimating electrical resistivity and tortuosity of sandstone using digital rock physics;Yuya Nakamura for GRAINE Collaboration;Yuya Nakamura for GRAINE Collaboration
• 通讯作者: Yuya Nakamura for GRAINE Collaboration

New high-precision measurement system for emulsion gamma ray telescope in sub-GeV/GeV

新型亚GeV/GeV乳化伽马射线望远镜高精度测量系统

• 发表时间: 2023
• 作者: Tomoya Naito;Gianluca Colo;Haozhao Liang;Xavier Roca-Maza;and Hiroyuki Sagawa;内藤智也;Tomoya Naito;辻直希;Tomoya Naito;Keita Mizukoshi;辻直希;Tomoya Naito;辻直希;Tomoya Naito;Naoki Tsuji;内藤智也;Alexandre Cauquoin;Alexandre Cauquoin;Alexandre Cauquoin;Estimating electrical resistivity and tortuosity of sandstone using digital rock physics;Yuya Nakamura for GRAINE Collaboration
• 通讯作者: Yuya Nakamura for GRAINE Collaboration