Study on the lightning initiation problem via observations of high-energy atmospheric phenomena

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雷と雷雲は天然の粒子加速器である。雷の放電路や雷雲内では、強電場による電子の相対論的加速が生じ、MeV を超える制動放射ガンマ線が発生すると考えられている。私達は、このような高エネルギーの電子流が暴走的に発展し、雷のトリガー(Lightning initiation)に発展していくのかという謎に観測的な研究から挑んでいる。このような研究を実施する上で、日本海沿岸の冬季雷雲は、これを地上観測できる世界的にも稀な絶好の条件を備えている。雷放電の直前に、相対論的な電子の雪崩増幅が発生しているのかを検証するため、私たちは金沢の周辺に観測ネットワークを構築し、雷雲から地上に降り注ぐガンマ線のバースト現象を監視できる体制を整えるのが本研究の骨格である。2022年度は、これまでに開発を進めてきた可搬型の放射線モニタ「コガモ」(Compact Gamma-ray Monitor)を76台、金沢の周辺に設置して、多地点の観測網を構築できた。これらのコガモは、郵送により市民サポーターのご自宅に配達し設置していただき観測を実施するシチズンサイエンスの枠組みで運用できた。取得したデータの一部はオンラインでサーバーに配信し、研究者や参加している市民サポーターがウェブサイトで視覚的に確認できる体制を整えた。また、これまでの観測データの中で、2021年12月30日に記録された現象の解析を進め、論文として投稿した。さらに、シチズンサイエンスの枠組みを推進するため、金沢市内で「シチズンサイエンス・ワークショップ：雷から文化を創造する」を開催した。また、理研・和光キャンパスの一般公開、TEDxTokyo 2022で紹介するとともに、NHK コズミックフロント「雷-知られざる全貌に迫る-」でも我々のプロジェクトが紹介された。