超高エネルギー宇宙線の解明と次世代観測機器への提言

超高能宇宙射线的阐明和下一代观测设备的建议

• 批准号: 04J10719
• 负责人: 吉口 寛之
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J10719/
• 关键词: 超高エネルギー宇宙線; AGASA; 宇宙線の到来方向分布; ボトムアップシナリオ; 磁場; HiRes

超高エネルギー宇宙線の起源を探る上で、その到来方向分布が非常に重要な手がかりとなる。AGASAという観測グループにより得られた4×10^<19>eV以上の宇宙線の到来方向には二つの特徴がある。まず、大きな角度スケールでの有意な非等方性が見られないことである。しかし、その一方で、小さな角度スケールでの有意な非等方性、つまり、宇宙線到来方向のクラスタリングがあることが確認されている。この特徴を説明するソース分布はどのようなものか、超高エネルギー宇宙線はどこから来ているのかを、ボトムアップシナリオの立場に立ち宇宙線陽子の伝播に焦点を当てて調べることにより、その起源に迫れるのではないかというのが、私の研究の基本的な考え方である。宇宙線はソースから地球までを伝播する際、銀河間空間に存在する磁場によりその進行方向が影響を受けるため、その効果を考えた伝播計算を行う必要がある。しかし、私の研究も含めた今までの計算では、磁場の強さの分散が空間的に一定な乱流磁場のような非常に簡略化された磁場モデルが用いられていた。実際には、銀河間磁場の強度は物質の分布をある程度トレースしたものであると考えられるため、より現実に近い磁場モデルでの宇宙線伝播の計算が必要であった。そこで、私はIRAS銀河サーベイの銀河データから宇宙線のソース分布のみでなく銀河間磁場モデルも構築し、そこでの宇宙線伝播やその結果得られる到来方向分布の計算を行い、AGASA観測の結果と比較した。また、銀河内の磁場の影響も考慮した。現実的な銀河間・銀河内磁場両方を考慮した計算は初めてである。結果として、宇宙線ソースの個数密度が10^<-5>Mpc^<-3>程度であれば、観測を説明できることがわかった。

The origin of cosmic rays is explored and the direction of arrival is very important. AGASA is the first to measure the direction of cosmic rays above 4×10^<19>eV and the second to measure their characteristics. A large angle of view is not intended to be isotropy. The direction of arrival of cosmic rays is not equal to the direction of arrival. The characteristics of the distribution of cosmic rays are explained in detail in the following aspects: the distribution of cosmic rays, the distribution of cosmic rays and the distribution of cosmic rays. Cosmic rays are transmitted from the earth to the galaxy, and the magnetic field exists in intergalactic space. The direction of transmission is affected by the magnetic field, and the effect of transmission is necessary for calculation. The calculation of magnetic field intensity and dispersion in space is very simplified. In fact, the intensity of the intergalactic magnetic field and the distribution of matter are necessary to calculate the propagation of cosmic rays. The results of calculation and comparison of the distribution of arrival directions of cosmic rays in the IRAS Galaxy are obtained from the calculation of the distribution of arrival directions of cosmic rays in the IRAS Galaxy. The influence of the magnetic field in the Milky Way should be considered. The magnetic field in the Milky Way is considered. The result is that the number density of cosmic rays is 10^<-5>Mpc^<-3>, and the measurement is explained.

项目成果

Statistical significance of small scale anisotropy in arrival directions of ultra-high energy cosmic rays

超高能宇宙线到达方向小尺度各向异性的统计意义

• 发表时间: 2004
• 期刊: Astrophysical Journal 614
• 作者: Akiharu;Itoh;Hiroyuki Yoshiguchi;Shinji Mukohyama;Hajime Takami;Hiroyuki Yoshiguchi;Hiroyuki Yoshiguchi;Hiroyuki Yoshiguchi
• 通讯作者: Hiroyuki Yoshiguchi

Dynamical stability of six-dimensional warped flux compactification

六维扭曲通量致密化的动态稳定性

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (印刷中)
• 作者: Akiharu;Itoh;Hiroyuki Yoshiguchi
• 通讯作者: Hiroyuki Yoshiguchi

Quantization of scalar perturbations in brane-world inflation

膜世界膨胀中标量扰动的量化

• 发表时间: 2005
• 期刊: Physical Review B 71
• 作者: Akiharu;Itoh;Hiroyuki Yoshiguchi;Shinji Mukohyama;Hajime Takami;Hiroyuki Yoshiguchi
• 通讯作者: Hiroyuki Yoshiguchi

Propagation of ultra-high energy cosmic rays above 10^<19> eV in a structured extragalactic magnetic field and galactic magnetic field

10^<19> eV以上超高能宇宙射线在结构化河外磁场和银河磁场中的传播

• 发表时间: 2005
• 期刊: Astrophysical Journal 639
• 作者: Akiharu;Itoh;Hiroyuki Yoshiguchi;Shinji Mukohyama;Hajime Takami
• 通讯作者: Hajime Takami

Warped flux compactification and brane gravity

扭曲通量致密化和膜重力

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 0507
• 作者: Akiharu;Itoh;Hiroyuki Yoshiguchi;Shinji Mukohyama
• 通讯作者: Shinji Mukohyama