Elucidating the origin of heavy elements by a space-based gamma-ray detector using liquid argon

使用液氩的天基伽马射线探测器阐明重元素的来源

• 批准号: 22K18277
• 负责人: 小高 裕和
• 金额: $ 16.39万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2028-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18277/
• 关键词: MeVガンマ線; 重元素合成; コンプトン望遠鏡; 連星中性子星合体

本研究の目的は、超新星や連星中性子星合体などの重元素合成の有力候補サイトからの微弱な核ガンマ線を捉えることができる高感度ガンマ線望遠鏡を開発することである。そのために、液体アルゴンを検出器媒体に用いた新しい概念に基づくガンマ線コンプトン望遠鏡を、素粒子物理実験で実用化された技術を基盤として構築し、さらにそれを人工衛星に搭載する技術の開発を目指している。２０２２年度は、世界初の液体アルゴンを利用したコンプトン望遠鏡の実証機の開発を目指して、地上試験用の液体アルゴンクライオスタットの設計と液体アルゴン中に沈めるコンプトン望遠鏡の設計、その主要コンポーネントの試作を行った。コンプトン望遠鏡におけるガンマ線の検出情報は励起したアルゴンのシンチレーション光およびアルゴンから電離した電子の読み出しによって得られる。シンチレーション光検出器として光電子増倍管とSiPM検出器を想定し、読み出しアンプおよびデータ処理システムの開発を行った。電離電子の高精度測定のために、陽極分割電極や読み出しアンプ基板の試作を実施した。コンプトン望遠鏡実証機の開発と並行して、サイエンス観測計画の立案のための全天シミュレーションモデルを構築している。このモデルを用いてMeVガンマ線天文学の重要ターゲットとなりうるMeVガンマ線銀河面放射についての研究を進め、COMPTEL超過と呼ばれる放射成分の起源について議論した。また、液体アルゴン検出器を飛翔体搭載へと対応させるため、JAXA国内気球実験の準備を進めている。

The purpose of this study is to develop a powerful candidate for heavy element synthesis in supernovae, neutrals and stars, and to detect weak nuclei with highly sensitive telescopes. New concepts for the use of liquid and organic media, basic technologies for telescopes, elementary particle physics, and the development of technologies for artificial satellite launch. In 2022, the development of the world's first liquid test equipment, the design of liquid test equipment, the design of liquid test equipment, and the test of main test equipment were carried out. The telescope will be able to detect information from the light source and the ionization source. Optoelectronic amplifier and SiPM detector are used to determine, control and process the development of optical sensors. High precision measurement of ionization electrons, anode split electrode and substrate test The development and construction of the telescope's experimental equipment The study of radiation in the galactic plane is progressing and the origin of radiation in the galactic plane is discussed. The preparation of JAXA's domestic air defense system is progressing.

项目成果

ダラム大学(英国)

杜伦大学（英国）

GRAMS実験 9: ステータス報告

GRAMS 实验 9：状态报告

• 发表时间: 2022
• 作者: Katsuragawa Miho;Lee Shiu-Hang;Odaka Hirokazu;Bamba Aya;Matsumura Hideaki;Takahashi Tadayuki;小高裕和;小高裕和;小高裕和;小高裕和
• 通讯作者: 小高裕和

MeV Gamma-Ray Source Contribution to the Inner Galactic Diffuse Emission

MeV 伽马射线源对银河系内部漫射的贡献

• DOI: 10.3847/1538-4357/acab69
• 发表时间: 2023
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Tsuji Naomi;Inoue Yoshiyuki;Yoneda Hiroki;Mukherjee Reshmi;Odaka Hirokazu
• 通讯作者: Odaka Hirokazu

Orbital- and Spin-phase Variability in the X-Ray Emission from the Accreting Pulsar Centaurus X-3

吸积脉冲星 Centaurus X-3 发射的 X 射线的轨道和自旋相位变化

• DOI: 10.3847/1538-4357/acadde
• 发表时间: 2023
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Tamba Tsubasa;Odaka Hirokazu;Tanimoto Atsushi;Suzuki Hiromasa;Takashima Satoshi;Bamba Aya
• 通讯作者: Bamba Aya

Strong lensing of high-energy neutrinos

高能中微子的强透镜效应

• DOI: 10.1103/physrevd.107.023011
• 发表时间: 2023
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Taak Yoon Chan;Treu Tommaso;Inoue Yoshiyuki;Kusenko Alexander
• 通讯作者: Kusenko Alexander