Transcript ppt - 東京大学宇宙線研究所

最高エネルギー太陽宇宙線の観測
甲南大学 村木
• メンバー
久保晃一（甲南大M2)、林 清一、
山本常夏（甲南大）、松原 豊(名大）
目次
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綏
１．研究目的
２．研究方法
３．作成装置（2008年度）
４．２００９年度完成した装置と性能
５．議論
１．研究目的
• 太陽表面での粒子加速過程の研究（証明）
• Hillas plotの証明
－太陽表面でどのEまで加速されるか？－
• 太陽宇宙線（SCR）と高エネルギー太陽粒子（SEP）の差
SCR： Ep≥ 10 GeV, SEP： Ep≈ 10-100MeV
• 「ようこう」衛星で加速現場が撮像され2001.4.15のSCRと
そのエネルギースペクトル
Hillas plot
and Protheroe plot (Aph 21(2004)405)
今までの太陽宇宙線の観測結果
• 今までの太陽宇宙線はＧＬＥを
利用して検出されていた。
• ＧＬＥはGround Level Enhancement
の略
• 地磁気のcut-offを利用してエネル
ギースペクトルを求めた。
• 15GVが限界
• 神岡でSCRに伴うmuon
増加が観測されたら大発見
• 10,000m2測定機なら受信可能
●
2.研究方法
• 1991年6月4日の太陽フレアで乗鞍に設置さ
れた1m2の太陽中性子望遠鏡がフレアに
伴って作られた太陽中性子を捕らえた。
（Ruben Ramaty氏のコメント）
• 同時に乗鞍の36m2宇宙線望遠鏡や中性子ﾓ
ﾆﾀｰも検出に成功した。
• そのときの1m2の検出器がそのままになって
いるので改良して第24太陽活動期に役に立
つようにする。
1990-2004年まで稼動した1m２の装置
• 電力を食わないように
改良する。
• Antiの機能を強化する。
• 中性子に対するS/N比の強
化で小面積をカバーする。
• γ線も区別できるようにする。
(particle identification
の能力を持つことが大切）
（Ruben Ramaty氏のコメント）
何故ｶﾞﾝﾏ線やミューオンの検出が重要か
• 10GeVの陽子や中性子が地
球上空に来ても
ミューオンやガンマ線は
ほとんど作られない。
• しかし100GeVの粒子が
到来すると状況は一変する。
• 右はそのモンテカルロ計算の
結果である。
• by Capdevielle, Menjo and
Muraki(2007,2008)
• Ep=1-10,1-100, 1-1000 GeV
γ and μ-on flux at 3200m
3. 2008年度に乗鞍に作った観測装置
• 図面
• 写真
2008年度に乗鞍に作った観測装置(2)
• Side counter
• γ-ray detector
2008年度に乗鞍に作った観測装置(3)
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電力は名大太陽研の太陽発電パネルから供給。
データは無線LANで信州大学屋上に送る。
電力が曇り空が続いて落ちない限り連続運転可能。
シンチレータのデータは甲南大学からﾓﾆﾀｰ
できるようになった。
４． ２００９年度 完成目標
• アンチカウンターの設置による装置のfull運転。 ✓
• GEANT4による検出効率の計算を進める。 ✓
• 運転Stop 0を目指す対策を立てる。
• “ひので”衛星との連携。
• ＩＳＳへの中性子観測装置は2009年5月にシャトルで
打ち上げられる予定。その装置との連携。 ✓
• 浅い地下でのミューオン装置との連携。
5． ２００９年度 実施事項 (1)
• アンチカウンターの設置による装置のfull運転。 ✓
• Side anti, top anti countersの稼動でS/N比の
大幅な向上を実現した。
• Counting rate
/min/m2
• 荷電粒子(e+μ+p)
8,600
• ｶﾞﾝﾏ線(γ)
4,900
• 中性子(n_low, n_high)
13,000, 6,700
( >100MeV, >200MeV)
２００９年度 実施事項 （2）
• アンチカウンターの設置による装置のfull運転。 ✓
• Side anti, top anti countersの稼動でS/N比の
大幅な向上を実現した。
• 上部に設置された1cmの鉛(Pb)をシンチレタを
挟むことによりｶﾞﾝﾏ線を区別できるようにした。
(particle identification能力を強化した）
２００９年度 実施事項 (3)
• アンチカウンターの設置に
よる装置のfull運転。 ✓
• Side anti, top anti countersの
稼動でS/N比の大幅な
向上を実現した。✓
• GEANT4による検出効率
の計算を進める。 ✓
５０ｃｍ厚シンチのPHA分布
Geant4によるsimulation
青：中性子、黒：仮定したエネルギー分布
赤：緑 薄いシンチでのdeposit energy
２００９年度 実施事項 (4)
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アンチカウンターの設置による装置のfull運転。 ✓
Side anti, top anti countersの稼動でS/N比の
大幅な向上を実現した。✓
GEANT4による検出効率の計算を進める。 ✓
運転Stop 0を目指す対策を立てる。
• “ひので”衛星との連携。
• ＩＳＳへの中性子観測装置は2009年5月にシャトルで
打ち上げられる予定。その装置との連携。 ✓
• 浅い地下でのミューオン装置との連携。
SEDA-AP搭載ＦＩＢ測定器による
中性子信号の宇宙ステーション軌道上の分布
５． 議論
• 銀河の拡散γ線は“恒星”フレアの合成ではないか？
• 今後太陽活動は徐々に増大するであろう。
• 「ひので」や地上ステーション、宇宙ステーション
との連携に向けて解析体制を整えたい。
早く大きなフレアが発生しないかなと願っている。