中性子星連星のＸ線偏光観測による量子電磁気学の非線形効果の検証

双中子星X射线偏振观测验证量子电磁非线性效应

• 批准号: 13J05312
• 负责人: 岩切 渉
• 金额: $ 2.76万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J05312/
• 关键词: X線偏光計; Time Projection Chamber; X線偏光; 中性子星; TPC型X線偏光計; 小型X線発生装置

当該年度における研究の成果の１つは、NASAゴダード宇宙飛行センターのX線偏光観測衛星ミッション、「PRAXyS」に搭載される、Time Projection Chamber(TPC)の技術を用いたガスX線偏光計の、検出器較正論文を主著者としてまとめ上げ、Nuclear Instruments and Methods in Physics(NIM)に投稿したことである。1兆ガウスという地上では作り出すことの難しい強磁場を持つ中性子星連星のＸ線偏光観測を実現可能にすることは、量子電磁気学(QED)の非線形効果の検証にとって有効である。この論文は、昨年度に米国ブルックヘブン国立研究所のシンクロトロン放射光施設において行った偏光感度の性能評価試験結果と、NASAゴダードで行われた、無偏光ソースを用いた系統誤差の評価試験で構成されている。今回の解析から、6.4 keV以上のエネルギー以上では、飛跡が長すぎて、従来の電子飛跡画像の再構成法では十分にブラッグピークの影響を除去できず、偏光感度が予想よりも下がってしまうことがわかった。そのため、我々は新たな方法として、離心率に加えて画像の３次モーメント(Skewness)を用いた新たなロジックを開発し、高エネルギー側で偏光感度が下がる事態を回避することに成功した。これらの結果を用いて、現在の偏光計の性能と、典型的なX線ミラーの性能を組み合わせて、中性子星連星を観測した際に、どの程度の偏光度まで、QEDの非線形効果による真空の複屈折現象を検証できるかを定量的に見積もり、自身がLOCの一人として開催した、「～中性子星の観測と理論～　研究活性化ワークショップ」等で発表を行った。また、これまでのすざく衛星による中性子星連星の観測結果などをまとめて、理研で行われた国際ワークショップ、「Comprehensive Studies of Neutron Stars」や、X線偏光計の軌道上での較正方法の打ち合わせをするために訪れたUniversity of Iowaでセミナーを行い、電波観測など、他波長の専門家らと議論を行った。

When the annual に お け の る research の 1 つ は, NASA ゴ ダ ー ド spaceflight セ ン タ ー の X-ray polarization 観 satellite measurement ミ ッ シ ョ ン, "PRAXyS に carry さ れ る, Time the Projection Chamber (TPC) の technology を い た ガ ス X-ray polarimeter の, 検 extractor effectiveness is paper を ZhuZhu person と し て ま と め げ, Nuclear Instruments and Methods in Physics (NIM) contribute に し た こ と で あ る. 1 million ガ ウ ス と い う ground で は as り out す こ と の difficult し い を hold strong magnetic field つ neutral trade even star の X-ray polarization 観 を measurement may be presently に す る こ と は, quantum electromagnetic 気 (QED) の nonlinear working fruit の 検 card に と っ て have sharper で あ る. は こ の paper, yesterday's annual に m ブ ル ッ ク ヘ ブ ン national institute の シ ン ク ロ ト ロ ン radiation light facilities に お い て line っ た polarization sensitivity の performance evaluation 価 と test results, NASA ゴ ダ ー ド で line わ れ た, no polarization ソ ー ス を with い た system error の review 価 test で constitute さ れ て い る. Today back to の parsing か ら above, 6.4 keV の エ ネ ル ギ ー above で は, fly trace が す ぎ て portraits, 従 to の electronic trace の reconstitution method で は very に ブ ラ ッ グ ピ ー ク の influence を remove で き が ず, polarization sensitivity to think よ り も under が っ て し ま う こ と が わ か っ た. そ の た め, I 々 は new た な method と し て, eccentricity に plus え て portrait の three モ ー メ ン ト (Skewness) を い た new た な ロ ジ ッ ク を open 発 し, high エ ネ ル ギ ー side で polarization sensitivity under が が る things を avoid す る こ と に successful し た. こ れ ら の results を い て, now の polarimeter の と performance, typical な X-ray ミ ラ ー の performance を group み close わ せ て, neutral trade even star を 観 measuring し た interstate に, ど の degree の polarization degree ま で, QED の nonlinear working fruit に よ る vacuum の complex phenomenon of inflectional を 検 card で き る か を quantitative に see product も り, が LOC の one と し て open rush し た Such as "~ Neutral substar 観 measurement と theory ~ research on activation ワ ワ ショップ ショップ ショップ" で reports を lines った. ま た, こ れ ま で の す ざ く satellite に よ る neutral trade even star の 観 measurement results な ど を ま と め て, riken で line わ れ た international ワ ー ク シ ョ ッ プ, "Comprehensive Studies of Neutron Stars "や, X-ray polarimeter の orbit で の method is の play ち reasonably わ せ を す る た め に visit れ た University of Iowa で セ ミ ナ ー を line い, waves 観 な ど, he wavelength の 専 door home ら と comment line を っ た.

项目成果

NASA Goddard Space Flight Center/University of Iowa(米国)

美国宇航局戈达德太空飞行中心/爱荷华大学（美国）

Suzaku observations of the hard X-ray spectrum of Vela Jr

朱雀对 Vela Jr 硬 X 射线能谱的观测

• 发表时间: 2016
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: S. Takeda;A. Bamba;Y. Terada;M.S. Tashiro;S. Katsuda;R. Yamazaki;Y. Ohira;W.B. Iwakiri
• 通讯作者: W.B. Iwakiri

Suzaku Wide-band All-sky Monitor measurements of duration distributions of gamma-ray bursts

• DOI: 10.1093/pasj/psw009
• 发表时间: 2016-06
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: N. Ohmori;K. Yamaoka;M. Ohno;S. Sugita;R. Kinoshita;Y. Nishioka;K. Hurley;Y. Hanabata;M. Tashiro;J. Enomoto;Takeshi Fujinuma;Y. Fukazawa;W. Iwakiri;T. Kawano;M. Kokubun;K. Makishima;S. Matsuoka;T. Nagayoshi;Y. Nakagawa;Souhei Nakaya;K. Nakazawa;Tadayuki Takahashi;S. Takeda;Y. Terada;Y. Urata;Seiya Yabe;T. Yasuda;M. Yamauchi

小型かつ変調型の X 線発生装置 Modulated X-ray Source (MXS) の製作と性能評価

小型调制 X 射线源 (MXS) 的制造和性能评估

• 发表时间: 2014
• 作者: 岩切渉;早藤麻美;武内陽子;玉川徹;北口貴雄;榎戸輝揚; 吉川瑛文;金子健太;窪田恵 ;西田和樹;Keith Gendreau
• 通讯作者: Keith Gendreau

X線偏光観測衛星PRAXySで中性子星はどう見えるか

X射线偏振观测卫星PRAXyS观察到的中子星是什么样子？

• 发表时间: 2015
• 作者: F. Asami;and T. Enoto;et al.;岩切渉;Wataru Iwakiri;岩切 渉;岩切 渉
• 通讯作者: 岩切 渉