かにパルサーの位相分解とガンマ線偏光観測によるアウターギャップモデルの検証

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本研究では中性子星の電磁波放射モデルへの制限をかけることを目指して、中性子星の位相分解観測と偏光観測を同時に実現するガンマ線望遠鏡の開発を研究テーマとして設定した。また、我々の研究室ではsub-GeV / GeV領域をターゲットとした望遠鏡としては世界で初めて直線偏光に対する感度をもつエマルションガンマ線望遠鏡を開発してきた。しかし、原子核乾板を主検出器としているエマルションガンマ線望遠鏡は本来時間分解能を持たず、エマルションガンマ線望遠鏡に時間情報を与えるために開発された機構である多段シフターの時間分解能の実績は150ミリ秒であった。この時間分解能では中性子星の位相分解観測は実現されない。このような背景を受けて、申請者は中性子星の位相分解観測を実現し得るエマルションガンマ線望遠鏡を開発することを研究上の課題として設定した。申請者はこれまでに多段シフターの開発を進めてきており2015年に実施された気球実験において区時間分解能型多段シフターを導入した。本気球実験で得られたデータの解析を通じて粒子の入射角を tanθspace、粒子の運動量を P として、0.4 < tanθspace < 0.6, P < 200MeV/c の範囲では 20.0 ミリ秒、tanθspace < 0.2, 500MeV/c < P の範囲では 10.6 ミリ 秒の時間分解能に到達したことを確認した。これによって、エマルションガンマ線望遠鏡によって中性子星の位相分解観測の実現可能性を示すことに成功した。また、望遠鏡外部で発生したバックグラウンドガンマ線の同定・検出にも成功し、将来的な時間情報を活用した突発現象の有意な検出法に対しても示唆を与えた。