高地でのPeV領域宇宙ガンマー線点源の探索と宇宙線組成の研究

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中国と共同で中国チベット自治区羊八井(標高4300m)に空気シャワー装置とエマルション・チェンバーの複合観測装置を建設する計画を進めている。主な研究目的は、1)白鳥座X-3等宇宙天体からの超高エネルギー・ガンマー線の観測、2)10^<15>-10^<16>eV領域での一次宇宙線特に陽子のエネルギースペクトルの測定と組成の研究、である。これらは互いに密接に関連し超高エネルギー宇宙線の加速・伝播の機構を考えるときの重要なデータとなる。本科研費により主として空気シャワー装置の基本部分を建設し当面宇宙ガンマー線の観測を開始した。89年6月の中国情勢の急変により、計画は半年以上遅れたが、90年1月と5月に装置の建設を行い、6月にその調整が終了し、7月から本格的なデータの取得を始めた。装置は65chのシンチレーション検出器からなり、内49台は15m間隔の碁盤目状に配置されシャワー粒子の到来時間を高精度で測定できるようになっている。装置はCAMACとTKOでシステム構成されマイコンで制御している。日本側は主として観測装置を準備し、中国側は土地、実験室、電源、測定器用架台等を調達した。装置はほぼ期待どうりの性能を実現している。現在、データは約20Hzの高頻度で取得され、約30TeV以上のガンマー線観測が可能である。この装置は100TeV以下のガンマー線を精度良く観測出来る世界で唯一の観測装置となっており、その結果は非常に注目されるものと思われる。空気シャワーの到来角度の決定精度も100TeVで約0.5度と非常に高性能に作られている。8月以来装置は順調に稼働している。宇宙ガンマー線の頻度は極端に少ないので物理的な観測結果を得るには一年以上のデータの取得が必要である。実験データの解析は本研究所、甲南大学、高能物理研究所等で行われている。