テレスコープアレイ大気蛍光望遠鏡による極高エネルギー宇宙線スペクトルの測定

使用望远镜阵列大气荧光望远镜测量极高能宇宙射线光谱

• 批准号: 11J02728
• 负责人: 藤井 俊博
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: The University of Tokyo (2012)Osaka City University (2011)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J02728/
• 关键词: 宇宙線観測; 空気シャワー; エネルギースペクトル; 質量組成; 大気蛍光; 極高エネルギー宇宙線観測

近年、宇宙極高事象を理解する手段として、宇宙空間を飛び交う高エネルギーの素粒子(宇宙線)の観測が非常に注目されている。現在、10の20乗電子ボルトを超える極高エネルギー宇宙線が観測されており、そのエネルギーは人類最大の加速器で達成可能な1粒子あたりのエネルギーよりも8桁も大きい。だが、このような巨視的なエネルギーを持つ宇宙線がどこで加速され、どのように地球に到来するのかは明らかになっていない。本研究では北半球最大の宇宙線観測実験である、テレスコープアレイ大気蛍光望遠鏡の定常観測で集められた測定データを解析した。そして宇宙線の起源を明らかにする上で重要な極高エネルギー宇宙線のスペクトルを求めた。幅広いエネルギー領域でのスペクトルを測定するための解析手法を完成させ、10の17.5乗電子ボルトから10の20乗電子ボルトという幅広いエネルギーのスペクトルを求めた。このエネルギー領域のスペクトルは単純なべき関数ではなく折れ曲がり構造を持ち、この結果は他実験の測定結果とよく一致している。これに加え、大気蛍光望遠鏡では宇宙線の質量組成に依存するパラメーター(空気シャワーの最大発達深さ)を測定できるため、同じエネルギー領域における質量組成を測定した。得られた結果は、10の17.5電子ボルトから10の18.5電子ボルトで重い質量組成から軽い質量組成への遷移が見られ、それ以上のエネルギーでは陽子と一致した結果を示している。このエネルギースペクトルと質量組成の結果の解釈として、質量組成の遷移は宇宙線の起源の遷移に相当し、得られたエネルギースペクトルの折れ曲がり構造は極高エネルギー陽子と宇宙背景放射との相互作用によるものと考えられる。これらの研究成果を博士論文としてまとめ、さらには国内の物理学会や研究会をはじめ国際会議でも報告した。

In recent years, the means of understanding the highest phenomena in the universe, the detection of high-altitude particles (cosmic rays) in outer space, etc. have attracted great attention. Now, 10 of the 20 electrons are emitted, and the cosmic rays are detected, and the largest accelerator of mankind is possible. 1 particle is emitted, and the 8 particles are emitted. The cosmic rays are accelerated, and the earth is coming. This study is the largest cosmic ray measurement in the Northern Hemisphere. The origin of cosmic rays is very important. The origin of cosmic rays is very important. 10 of 17.5 "electronic display" 10 of 20 "electronic display" The results of this study are consistent with those of the previous study. The mass composition of cosmic rays is determined by the addition of large optical telescopes. The results are as follows: 10 of 17.5 electron emission, 10 of 18.5 electron emission, heavy mass composition, heavy mass composition, heavy mass composition, The results of mass composition are analyzed and compared. The results of mass composition are analyzed and compared. The results of mass composition are analyzed and compared. The results of mass composition are analyzed and compared. The results of this research are presented at the International Conference of the Chinese Physical Society.

项目成果

TA実験191:大気蛍光望遠鏡の解析とエネルギースケール

TA实验191：大气荧光望远镜分析和能量尺度

• 发表时间: 2011
• 作者: 藤井俊博;他Telescope Arrray Collaboration
• 通讯作者: 他Telescope Arrray Collaboration

テレスコープアレイ大気蛍光望遠鏡の単眼解析による極高エネルギー宇宙線のエネルギースペクトルと質量組成の測定

通过望远镜阵列大气荧光望远镜的单筒分析测量极高能宇宙线的能谱和质量组成

• 发表时间: 2013
• 作者: T.Abu-Zayyad;S.Sttratton;T.Fujii;136人中6番目;et al;藤井俊博
• 通讯作者: 藤井俊博

Calibration of photomultiplier tubes for the fluorescence detector of tele scope array experiment using a Rayleigh scattered laser beam

瑞利散射激光束校准望远镜阵列实验荧光探测器光电倍增管

• DOI: 10.1016/j.nima.2012.03.011
• 发表时间: 2012
• 期刊: Nuclear Instruments and Method in Physics Research Section A
• 作者: S.Kawana;T.Fujii(l5人中3番目);et al.
• 通讯作者: et al.

The Energy Spectrum of UHECRs using the TA Fluorescence Detectors in Monocular Mode

使用单目模式 TA 荧光探测器的 UHECR 能谱

• 发表时间: 2011
• 期刊: Proc.of ICRC2011 (Beijing, China)
• 作者: T.Abu-Zayyad;D.Bergman;T.Fujii;136人中7番目;et al
• 通讯作者: et al

Search for Anisotropy of Ultrahigh Energy Cosmic Rays with the Telescope Array Experiment

用望远镜阵列实验寻找超高能宇宙线的各向异性

• DOI: 10.1088/0004-637x/757/1/26
• 发表时间: 2012
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: T. Abu-Zayyad;T.Fujii(l39人中7番目);et al.
• 通讯作者: et al.