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

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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。