超高エネルギー宇宙線におけるエネルギースペクトルの精密測定とその起源の解明

超高能宇宙线能谱的精确测量并阐明其起源

基本信息

批准号：
08J10092
负责人：
池田大輔
金额：
$ 0.77万
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度はTelescope Array(TA)実験において、地表検出器(SD)、大気蛍光望遠鏡(FD)で同時観測された事象(ハイブリッド事象)に対する解析手法を開発した。またこの手法をTA実験で2008年5月から2009年9月までの約1年半の観測で得られた事象に対して適用し、超高エネルギー宇宙線のエネルギースペクトルを測定した。ハイブリッド事象では、SD,FD両観測データを用いた解析を行なうことで、高精度の再構成を行なうことが出来る。本研究では、旧来のFD単眼解析にSD1台の時間情報を加えたハイブリッド解析手法を開発した。MCデータを用いて計算したExposureを用いてエネルギースペクトルを測定したところ、誤差の範囲内でHiRes実験の結果と一致した。また、本解析の系統誤差を見積もったところ、エネルギーに対して19%、フラックスに対して12%であった。アパーチャがエネルギーに依存して増大するFD単眼解析と、アパーチャが高エネルギー側で一定となるハイブリッド解析で同等の結果が得られたということは、HiRes実験のFD単眼解析のアパーチャ見積もりの正しさを示唆すると言う点において重要な結果である。今後、小型の線形加速器(Electron Light Source : ELS)によるエネルギーの絶対較正、トリガエネルギー閾値の低いFDからSDに対してトリガを掛けるハイブリッドトリガーによる低エネルギー拡張を通して、SD,FDによる再構成の違いの解明に取り組む予定である。これはAGASA実験,HiRes実験の不一致に対する、直接的な検証である。これはTA実験が担う最も重要な目的の一つである。本研究成果は、「Hybrid analysis of ultra-high energy cosmic rays observed with the Telescope Array」という題で、博士論文としてまとめた。また、近い将来、論文として投稿する予定である。

今年，在望远镜阵列（TA）实验中，我们开发了一种与地面检测器（SD）同时观察到的事件（混合事件）的分析方法和大气荧光望远镜（FD）。从2008年5月到2009年9月，该方法还应用于从TA实验获得的事件，并测量了超高能量宇宙射线的能量光谱。在混合事件中，可以通过使用SD和FD观察数据进行分析来进行高精度重建。在这项研究中，我们开发了一种混合分析方法，该方法将时间信息从一个SD设备增加到传统的FD单眼分析。当使用使用MC数据计算的暴露测量能量光谱时，它们与误差范围内的招聘实验结果一致。此外，当我们估计此分析中的系统错误时，能量为19％，通量为12％。等效结果是从FD单眼分析获得的，其中孔径依赖性地增加了能量和混合分析，其中孔径在高能量方面是恒定的，这表明对雇员实验的FD单眼分析进行了正确的光圈估计值。将来，我们计划通过使用小线性加速器（ELS）（ELS）和低能扩展来阐明SD和FD之间的重建差异，并使用混合触发器触发低触发能量阈值的FD触发SD。这是对AGASA和雇用实验之间差异的直接验证。这是TA实验最重要的目标之一。这项研究的结果是作为博士学位论文汇编的，标题为“用望远镜阵列观察到的超高能量宇宙射线的混合分析”。它也将在不久的将来作为论文提交。