Development of an Electron-Tracking Compton Camera for the galactic diffuse gamma-ray observation

开发用于银河漫射伽马射线观测的电子跟踪康普顿相机

• 批准号: 18J20107
• 负责人: 中村 優太
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J20107/
• 关键词: MeVガンマ線天文学; 電子飛跡検出型コンプトンカメラ; 気球観測実験; SMILE; 宇宙拡散ガンマ線; 装置開発

数百keVから数十MeVまでのMeVガンマ線帯域では原子核の崩壊によって放射される核ガンマ線の帯域であり、宇宙での元素合成についての情報を直接取得できる。昨年度は次世代MeVガンマ線望遠鏡である電子飛跡検出型コンプトンカメラ(ETCC)の宇宙環境での撮像分光性能実証を目的とした豪州気球観測実験：SMILE-2+を実施した。ETCCはコンプトン散乱を再構成することで撮像分光を行う検出器であり、散乱体のガス飛跡検出器と吸収体のピクセルシンチレータアレイ(PSA)から成る。SMILE-2+ではETCCの広帯域化・有効面積の拡大・角度分解能の改善を目的として、反跳電子がガス飛跡検出器から脱出した事象(電子脱出事象)を捉えるために従来ガス容器の外部に設置していたPSAを内部に配置変更した。これにより脱出した電子のエネルギーをPSAで測定可能になった一方で、PSAが飛跡検出器に隣接したことで飛跡検出器内部の電場構造が歪む問題が発生していた。電場歪み補正では検出器内部の電場構造の解析と電子のドリフト速度計算を組み合わせ、電子飛跡の歪みの補正を行い、飛跡検出器外縁部での位置ずれをPSAの位置分解能以下に抑えることができた。地上試験にて1275 keVに対して点源広がり関数のHPRが10.6 deg、エネルギー分解能が11.7%(FWHM)を達成できた。フライトデータでは銀河中心領域に同期してガンマ線候補事象の計数率が平常時の倍となる大きな増加が確認できた。既存の観測では銀河面からの放射が多いことで知られる26Alからの1.8 MeV線ですら雑音が信号の10倍近く存在しており、これまでのMeVガンマ線観測は雑音過多が常であった。ETCCにより世界で初めて銀河中心領域の信号優位なMeVガンマ線観測が実現された意義は大きい

Hundreds of keV か ら dozens of MeV ま で の MeV ガ ン マ line 帯 domain で は nucleus の collapse 壊 に よ っ て radiation さ れ る nuclear ガ ン マ line の 帯 domain で あ り, cosmic で の element synthesis に つ い て の intelligence を directly obtain で き る. Yesterday's annual は nextgen MeV ガ ン マ line telescope で あ る type electronic fly trace 検 out コ ン プ ト ン カ メ ラ (ETCC) の cosmic environment で の like spectral performance of purpose be card を と し た hao states 気 ball 観 measure be 験 : primer - 2 + を be applied し た. ETCC は コ ン プ ト ン scattered を reconstitution す る こ と で pinch of like spectral line を う 検 extractor で あ り, scattered の ガ ス fly trace 検 extractor と 収 absorbers の ピ ク セ ル シ ン チ レ ー タ ア レ イ (PSA) か ら る. Primer - 2 + で は ETCC の hiroo 帯 domain, how working area is の company, large Angle, can decompose の improve を と し て, bounce electronic が ガ ス fly trace 検 extractor か ら out し た things like (electronic out things like) を catch え る た め に 従 to ガ ス container の external に set し て い た PSA を internal に configuration - more し た. こ れ に よ り out し た electronic の エ ネ ル ギ ー で を PSA determination may に な っ で た party, PSA が trace 検 extractor に 隣 meet し た こ と で fly trace 検 extractor internal electric field structure の が slanting む problem が 発 raw し て い た. Electric field slanting み corrected で は 検 extractor internal structure の の electric field analytical と electronic の ド リ フ を ト speed computing group み close わ せ, electronic trace の slanting み の corrected を い, flying trace 検 extractor outer try で の position ず れ を PSA の position can decompose the following に え suppression る こ と が で き た. The ground test に て 1275 keV に し seaborne て point-source hiroo が り masato number の HPR が 10.6 deg, エ ネ ル ギ ー decomposition can reach で が 11.7% (FWHM) を き た. フ ラ イ ト デ ー タ で は に galactic center field in the same period し て ガ ン マ line alternate things like の count rate が の times when common と な る big き な raised が confirm で requirement by き た. Existing の 観 measuring で は galactic plane か ら の radiation more than が い こ と で know ら れ る 26 al か ら の line 1.8 MeV で す ら 雑 の 10 times nearly く が signal exists し て お り, こ れ ま で の MeV ガ ン 観 マ line measuring は 雑 sound too much が often で あ っ た. ETCCによ the で initial めて in the field of the center of the Milky Way <s:1> signal superior position なMeVガ <s:1> <s:1> line 観 measurement が the actual された is of された great <s:1> significance <e:1> で ガ ガ

项目成果

豪州MeVガンマ線気球観測実験:SMILE-2+の解析状況報告

澳大利亚MeV伽马射线气球观测实验：SMILE-2+分析状态报告

• 发表时间: 2019
• 作者: Y. Nakamura;T. Tanimori;A. Takada;Y. Mizumura;S. Komura;T. Kishimoto;T. Takemura;K. Yoshikawa;T. Tanigushi;K. Onozaka;K. Saito;T. Mizumoto;S. Sonoda;H. Kubo;Y. Matsuoka;Y. Nakamasu;S. Kurosawa;K. Miuchi;T. Sawano;中村優太;Yuta Nakamura;中村優太;中村優太;中村優太;中村優太;中村優太;中村優太;中村優太;中村優太
• 通讯作者: 中村優太

SMILE-2+フライトデータ解析状況報告

SMILE-2+飞行数据分析状态报告

• 发表时间: 2018
• 作者: Y. Nakamura;T. Tanimori;A. Takada;Y. Mizumura;S. Komura;T. Kishimoto;T. Takemura;K. Yoshikawa;T. Tanigushi;K. Onozaka;K. Saito;T. Mizumoto;S. Sonoda;H. Kubo;Y. Matsuoka;Y. Nakamasu;S. Kurosawa;K. Miuchi;T. Sawano;中村優太;中村優太
• 通讯作者: 中村優太

SMILE PROJECT

微笑计划

SMILE-2+:2018年豪州MeVガンマ線気球観測フライトモデルの性能評価

SMILE-2+：2018年澳大利亚MeV伽马射线气球观测飞行模型性能评估

• 发表时间: 2019
• 作者: Y. Nakamura;T. Tanimori;A. Takada;Y. Mizumura;S. Komura;T. Kishimoto;T. Takemura;K. Yoshikawa;T. Tanigushi;K. Onozaka;K. Saito;T. Mizumoto;S. Sonoda;H. Kubo;Y. Matsuoka;Y. Nakamasu;S. Kurosawa;K. Miuchi;T. Sawano;中村優太;Yuta Nakamura;中村優太;中村優太;中村優太;中村優太;中村優太
• 通讯作者: 中村優太

豪州ガンマ線気球観測実験：SMILE-2+のデータ解析状況

澳大利亚伽马射线气球观测实验：SMILE-2+数据分析现状

• 发表时间: 2019
• 作者: Y. Nakamura;T. Tanimori;A. Takada;Y. Mizumura;S. Komura;T. Kishimoto;T. Takemura;K. Yoshikawa;T. Tanigushi;K. Onozaka;K. Saito;T. Mizumoto;S. Sonoda;H. Kubo;Y. Matsuoka;Y. Nakamasu;S. Kurosawa;K. Miuchi;T. Sawano;中村優太;Yuta Nakamura;中村優太;中村優太;中村優太;中村優太;中村優太;中村優太
• 通讯作者: 中村優太