解像型空気チェレンコフ望遠鏡による100TeV領域の宇宙線化学組成の研究

利用解析空气切伦科夫望远镜研究100 TeV区域宇宙线的化学成分

基本信息

批准号：
10117204
负责人：
柳田昭平
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Ibaraki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10117204/
关键词：
Cosmic Rays Solar Modulation Fokker-Planck equation

项目摘要

本研究補助金にて日本DEC製ワークステーションを導入した。複数のIACTを用いてTeV領域の原子核成分の弁別可能性をさぐるためCERN Library GEANTをインストールすることを試みた。しかし導入したワークステーションのOSとLibraryがうまくかみ合わないため、まだGEANTが正常に作動していない。その間に本申請に関連する研究を進めた。即ち宇宙線の加速伝播過程を記述するFokker-Plauck方程式をそれに等価な確率微分方程式におきかえ数値解を求める手法を更に深化させたことである。なかでもこの手法を銀河宇宙線の太陽変調に応用して新たな地平を開いた。確率微分方程式を時間に対して逆向きに解くことによって、地球近傍で一定のエネルギーを持って、観測された粒子が、太陽系に侵入する前に持っていたエネルギー分布、また太陽圏境界から地球近傍に到達するまでの時間分布等、従来の方法では得られない新たな情報が得られることを示し論文にまとめた。更にISEE-3衛星による宇宙線観測データを解析し、エネルギーの異なる宇宙線が受ける太陽変調の差に由来するヒシテリシス効果を確認し、確率微分方程式を用いたシミュレーション実験結果と比較し、磁気的硬さと運動量に比例する拡散係数を使いその効果を再現できることを確認した。この成果は確率微分方程式を用いたFokker-Plauck方程式の数値解法が、宇宙線加速伝播過程の研究に極めて有用であることを実証した。ワークステーションのOSとGEANTの不具合は近々に解消される見込みである。

这项研究赠款引入了日本DEC工作站。我们试图使用多个IACTS安装Cern库Geant，以探索TEV区域中核成分的歧视。但是，安装工作站的操作系统和库无法正常工作，因此Geant尚未正常工作。在此期间，进行了与此应用有关的研究。换句话说，通过替换fokker-plauck方程来找到数值解的方法，该方程将宇宙射线的加速传播过程描述为等同于其等同的随机微分方程。特别是，将此方法应用于银河宇宙射线的太阳能调制以打开新的视野。通过随时间求解相反方向的随机微分方程，我们表明，可以使用常规方法获得的新信息，例如观察到的粒子在侵入太阳系之前所具有的能量分布，以及从地球层边界到达接近地球的时间分布，可以在纸上获得。此外，分析了来自ISEE-3卫星的宇宙射线观测数据，以确认由具有不同能量的宇宙射线接收到的太阳能调制差异引起的磁滞效应，并与使用随机微分方程的仿真实验结果相比，并确认可以使用扩散系数的扩散系数来复制效果，并具有足够的磁性硬度和磁性的磁性和磁性和磁性。该结果表明，使用随机微分方程对Fokker-Plauck方程的数值解决方案对于研究加速的宇宙射线传播过程非常有用。工作站操作系统和Geant的问题预计将很快解决。