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Unravelling mystery of cosmic particle accelerator PeVatron by highest-energy gamma-ray observation

通过最高能量伽马射线观测揭开宇宙粒子加速器PeVatron之谜

基本信息

批准号：
22H04912
负责人：
瀧田正人
金额：
$ 396.28万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

ボリビアのアンデス高原に大型空気シャワー観測装置と大型地下ミューオン観測装置から構成されるに宇宙線・ガンマ線観測装置を設置し、南天において世界で初めて、最高エネルギー（sub-PeVからPeV）ガンマ線天文学を開拓する。地表空気シャワー観測装置で宇宙線・ガンマ線のエネルギーと方向を計測し、地下ミューオン観測装置で検出されるミューオン数により、ガンマ線と宇宙線の弁別を行う。南天には銀河系中心、超新星残骸、PWN、銀河系内拡散ガンマ線等、多数の最高エネルギーガンマ線放射天体の存在が予想され、それらの中から、宇宙線発見以来約100年の謎である、宇宙線をPeVエネルギー領域まで加速している宇宙粒子加速器PeVatronを発見し、その正体の解明を目指す。また、5TeV-100PeV の宇宙線観測を通して、宇宙線異方性、宇宙線中の太陽の影、PeV エネルギー領域宇宙線の化学組成の研究等を行う。本年度は、地下大型水チェレンコフ型ミューオン検出器の水槽の設計と、データ収集回路の製作及びソフトウェアの開発を行った。ミューオン検出器水槽の大きさ・形状、光電子増倍管の本数・位置等についてはモンテカルロシミュレーションを行い、最適化はすでに終わっている。また、ミューオン検出器用水槽の設計作業を進めた。日本の建築設計事務所と協力して、ミューオン検出器用水槽の設計概念を構築し、ボリビアの建築設計事務所とミューオン検出器用水槽のデザインを進めた。さらに、データ取集回路、高電圧電源システム、時間デジタル変換モジュールの試験・較正を行った。また、地表空気シャワー観測装置の一部を設置し、部分観測を開始した。ボリビア現地調査や検出器設置作業を行うとともに、国内外の会議で本研究及び関連する研究の成果発表をした。

ボリビアのアンデス plateau large-scale aerial シャワーと large-scale underground ミューオンン Detection device から structure されるにcosmic ray・ガンマray Observation device Observation device setting, Nantian world beginning, and sub-PeV line astronomy pioneering. Surface space observation equipment, cosmic rays, and the direction of the cosmic rays, and underground rays The detection device of ューオンンで検出されるミューオンにより, the ガンマLINE and the cosmic rays の弁比を行う. The center of the Milky Way in the southern sky, supernova remnants, PWN, scattered karma lines in the Milky Way, etc., the existence of most of the highest celestial bodies that emit rays of rays, がされ, それらの中から, and the universe About 100 years since the beginning of the line 発见のMYSTERY である, cosmic ray をPeV エネルギーfield までACCELERATION している cosmic particle accelerator PeVatron を発见し, その正体のclarification をocular finger す.また, 5TeV-100PeV cosmic ray measurement, cosmic ray anisotropy, sun shadow in cosmic rays, research on the chemical composition of cosmic rays in the PeV field, etc. This year, we designed and designed the underground large water tank type water tank, fabricated the collection circuit, and opened the water tank. The size and shape of the ミューオン検outlet water tank, the number and position of the photoelectron multiplier tube, etc.てはモンテカルロシミュレーションを行い, optimizing the final わっている.また, ミューオン検 ejector sink design work を enter めた. The design concept of the sink for the sink was constructed by Japan's architectural design office in collaboration with Hiroshima and Mitsubishi.し, ボリビアのArchitectural Design Office, とミューオン検 duct sink のデザインを入めた.さらに, データ collector circuit, high voltage power supply システム, time デジタル変change モジュールのtest験・correction を行った.また, part of the surface space measurement device is set up, part of the measurement is started. The results of the on-site investigation and installation work of ボリビア are carried out, and the results of this research and related research at domestic and foreign conferences are published.