南半球における超高エネルギー宇宙ガンマ線観測で解明する銀河系宇宙線起源の謎

南半球超高能宇宙伽马射线观测揭示银河系宇宙线起源之谜

• 批准号: 22K03660
• 负责人: 佐古 崇志
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03660/
• 关键词: 宇宙線物理; 銀河系宇宙線の起源; 超高エネルギー宇宙ガンマ線観測

本研究では、宇宙線の発見以来 100 年以上未解決の謎:「銀河宇宙線はどこでどのように加速されている のか?」を解明しようとしている。そのために必要不可欠な sub-PeV 領域の超高エネルギーガンマ線観測を目的として、南半球に位置するボリビア・チャカルタヤ山中腹 (標高4740 m、南緯16度、西経68度)において ALPACA 実験を開始する。ALPACA 実験装置は、401 台のプラスチックシンチレーション検出器から成る有効面積 83,000 平米の地表空気シャワーアレイ (AS アレイ) と、総面積 3,600 平米の水チェレンコフ型ミュー粒子検出器アレイ (MD アレイ)から構成される予定である。南半球で現在稼働中あるいは数年以内の将来計画で、sub-PeV 領域のガンマ線に感度を持つ 観測装置は ALPACA 実験以外に無く、ALPACA 実験は、南天における超高エネルギーガン マ線天文学・天体物理学の開拓を目指す先駆的な実験と言える。本年度は ALPACA 実験の前段階として 1/4 スケールの ALPAQUITA AS アレイ(プラスチックシンチレーション検出器 97 台)を建設した。各検出器に 2 インチ光電子増倍管の取り付け、高電圧および信号ケーブルの敷設、データ取得システムの整備を行ない、データ取得を開始した。初期データ解析の結果、月の影(地球に向かって飛来する宇宙線が月に遮蔽された結果、月方向の宇宙線フラックスが減少する現象)が見え始めており、データ取得が順調に進んでいることが確認された。2023 年度には MD アレイ 1 プール分を建設して ALPAQUITA AS アレイと連動させ、南天で世界初となる sub-PeV 領域での宇宙ガンマ線広視野連続観測を目指す。

Since this study で は, cosmic ray の 発 see more than 100 outstanding の mystery: "galactic cosmic ray は ど こ で ど の よ う に accelerate さ れ て い る の か?" Youdaoplaceholder0 explains that ようと ようと て る る. そ の た め に need not owe な sub - PeV field の ultra-high エ ネ ル ギ ー ガ ン マ line 観 を purpose of と し て に position, the southern hemisphere す る ボ リ ビ ア · チ ャ カ ル タ ヤ mountain center (elevation 4740 m, 16 degrees south latitude, west 経 68 degrees c) に お い て ALPACA be 験 を began す る. ALPACA be 験 device は, 401 の プ ラ ス チ ッ ク シ ン チ レ ー シ ョ ン 検 extractor か ら into る have sharper の surface area of 83000 square meters empty 気 シ ャ ワ ー ア レ イ (AS ア レ イ) と, 総 の water area of 3600 square meters チ ェ レ ン コ フ type ミ ュ ー particle 検 extractor ア レ イ (MD Youdaoplaceholder0 アレ) ら ら constitutes the される presumption である. In the southern hemisphere で now grain 働 あ る い は で の within several years future plan, sub - PeV の ガ ン マ line に sensitivity を hold つ device 観 test は ALPACA be 験 outside に く, ALPACA be 験 は, south day に お け る ultra-high エ ネ ル ギ ー ガ ン Youdaoplaceholder0 line astronomy · astrophysics <s:1> to develop を objective す prior 駆 な experiments と words える. This year は ALPACA be 験 の earlier order と し て 1/4 ス ケ ー ル の ALPAQUITA AS ア レ イ (プ ラ ス チ ッ ク シ ン チ レ ー シ ョ ン 検 extractor 97) を construction し た. Each 検 extractor に 2 イ ン チ photoelectron raised times tube の り pay け, high electric 圧 お よ び signal ケ ー ブ ル の laying, デ ー タ obtain シ ス テ ム line gearing up の を な い, デ ー タ getting を start し た. Early デ ー タ parsing の results, month の shadow (earth に か っ て fly す る cosmic ray が month に covered さ れ た results, month ray direction の フ ラ ッ ク ス が reduce す る) が beginning see え め て お り, デ ー タ obtain が suitable adjustable に into ん で い る こ と が confirm さ れ た. 2023 annual に は MD ア レ イ 1 プ ー ル points を construction し て ALPAQUITA AS ア レ イ と correlation さ せ, south で world early と な る sub - PeV field で の universe ガ ン マ line hiroo vision even 続 観 を measurement refers す.

项目成果

高エネルギーγ線・宇宙線観測のための ALPACA/ALPAQUITA実験

用于高能伽马射线和宇宙射线观测的 ALPACA/ALPAQUITA 实验

• 发表时间: 2023
• 作者: Yasuki Nagai;Masako Kawabata;Shintaro Hashimoto;Kazuaki Tsukada;Kazuyuki Hashimoto;Shoji Motoishi;Hideya Saeki;Arata Motomur;Futoshi Minato;Masatoshi Itoh;S. Okukawa et al.;川田和正;川島輝能;榊原陽平;M. Anzorena;﨏隆志;片寄祐作
• 通讯作者: 片寄祐作

Hadronic interaction model dependence in cosmic Gamma-ray flux estimation using an extensive air shower array with a muon detector

• DOI: 10.1007/s10686-022-09883-4
• 发表时间: 2023-01
• 期刊: Experimental Astronomy
• 影响因子: 3
• 作者: S. Okukawa;M. Anzorena;S. Asano;C. A. H. Condori;E. de la Fuente;A. Gomi;K. Hibino;N. Hotta;A. Jiménez-Meza;Y. Katayose;C. Kato;S. Kato;T. Kawashima;K. Kawata;T. Koi;H. Kojima;D. Kurashige;J. Lozoya;R. Mayta;P. Miranda;K. Munakata;K. Nagaya;Y. Nakamura;Y. Nakazawa;C. Nina;M. Nishizawa;S. Ogio;M. Ohnishi;A. Oshima;M. Raljević;H. Rivera;T. Saito;Y. Sakakibara;T. Sako;T. Sako;S. Shibata;A. Shiomi;M. Subieta;N. Tajima;W. Takano;M. Takita;Y. Tameda;K. Tanaka;R. Ticona;I. Toledano–Juárez;H. Tsuchiya;Y. Tsunesada;S. Udo;K. Yamazaki;Y. Yokoe

ALPACA実験32：フロントエンドエレクトロニクス開発4

ALPCA实验32：前端电子开发4

• 发表时间: 2023
• 作者: 榊原陽平;川田和正;他 (ALPACA Collaboration)
• 通讯作者: 他 (ALPACA Collaboration)

ALPACA experiment 28: status of the ALPAQUITA array and first observations

ALPACA 实验 28：ALPAQUITA 阵列的状态和首次观察

• 发表时间: 2022
• 作者: M. Anzorena;川田和正;他 (ALPACA Collaboration)
• 通讯作者: 他 (ALPACA Collaboration)

ALPACA実験4 : ALPAQUITA初期性能と今後の建設計画

ALPACA实验4：ALPAQUITA初步表现及未来建设计划

• 发表时间: 2023
• 作者: S. Okukawa et al.;Y. Yokoe for the ALPACA collaboration;さこ隆志
• 通讯作者: さこ隆志