最高エネルギー宇宙線観測における地表検出器特性による系統誤差の研究

最高能量宇宙线观测中表面探测器特性引起的系统误差研究

• 批准号: 17033003
• 负责人: 榊 直人
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Aoyama Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17033003/
• 关键词: 宇宙線; 超高エネルギー天体物理学; 空気シャワー

日本のAGASA実験グループは、エネルギースペクトルは1020eVを超えて延びているという観測結果を得ているのに対し、アメリカのHiResグループは10^<20>eV付近でスペクトルが落ち込んでいるという結果を発表している。両実験ともに10^<20>eVを超えるイベントの期待値は多くなく、さらに高統計で議論する必要があるため、Auger Project (Auger)、Telescope Array Project (TA)といったさらに大規模な実験が進められている。Augerでは水チェレンコフ検出器、TAではシンチレーター検出器をそれぞれメイン検出器として用いているため、検出器特性の違いのために異なる結果を出す可能性がある。AGASAのサイトで行ったAugerプロトタイプ検出器の性能実験結果とシミュレーションを用いて検出器特性による系統誤差の評価を行った。宇宙線空気シャワーシミュレーションとしては、多くの実験グループにより用いられているCORSIKA6.5を用い、GEANT48.0により、AGASAシンチレーター検出器、Augerプロトタイプ検出器の特性を考慮した。空気シャワーの発達において高エネルギーでの相互作用モデルはQGSJET-II、SIBYLL2.1を用い、一次宇宙線種として陽子、鉄核について比較を行った。シャワー粒子数のシャワー軸からの距離に対する分布はシンチレーター、水タンクともにどのモデル、粒子種の組み合わせでも実験データがほぼ再現されたが、陽子を用いた方が再現性が良かった。AGASA、Augerではエネルギー決定のパラメーターとしてシャワー軸から、それぞれ600m、1000mでの粒子数密度を用いている。この値から推定エネルギーへの影響を見積もると、最大±6%(天頂方向)〜±14%(45度)、水タンクでは±18%(天頂方向)〜±12%(45度)の違いが生じることが分かった。

AGASA Japan's HiRes test results were obtained at 1020eV and 1020 <20>eV respectively. The expected value of 10^<20>eV is high, and the statistics are high. The Auger Project (Auger), Telescope Array Project (TA), and the large-scale development are necessary. Auger is a water detector, TA is a water detector, TA is a water detector. AGASA's performance evaluation results and system error evaluation of the detector's performance characteristics Cosmic ray air conditioning system, multi-channel control system, CORSIKA6.5, GEANT48.0, AGASA system, Auger system, etc. The interaction between QGSJET-II, SIBYLL2.1, primary cosmic ray, and iron nucleus was studied. The number of particles in the distribution of the axis of the distance between the two, the number of particles in the distribution of the axis of the distance between the distance between the axis of the distance between the distance between the axis of the distance between the distance between the axis of the distance between AGASA, Auger, etc. determine the particle number density of 600m and 1000m. The impact of this value is estimated to be ±6%(zenith direction)~ ±14%(45 degrees), and the water is estimated to be ±18%(zenith direction)~ ±12%(45 degrees).