最高エネルギー太陽宇宙線の観測 甲南大学 村木 綏

Presentation on theme: "最高エネルギー太陽宇宙線の観測 甲南大学 村木 綏"— Presentation transcript:

1 最高エネルギー太陽宇宙線の観測 甲南大学 村木 綏
最高エネルギー太陽宇宙線の観測 　　　　　　甲南大学　村木　　綏 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 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

2 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≈ MeV 「ようこう」衛星で加速現場が撮像され のSCRと 　　そのエネルギースペクトル

3 Hillas plot and Protheroe plot (Aph 21(2004)405)

4 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。 神岡でSCRに伴うmuon 増加が観測されたら大発見
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 ●

5 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。

6 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。
　　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）

7 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, GeV

8 γ　and μ-on flux at 3200m

9 3.　 2008年度に乗鞍に作った観測装置 図面 写真

10 2008年度に乗鞍に作った観測装置(2) Side counter γ-ray　detector

11 2008年度に乗鞍に作った観測装置(3) 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。

12 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。 ✓
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。

13 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。 ✓
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) ,900 中性子(n_low, n_high)　　　　13,000, 6,700 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(　>100MeV, >200MeV)

14 ２００９年度 実施事項 （2） 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。
　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）

15 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。 ✓ ５０ｃｍ厚シンチのPHA分布 向上を実現した。✓
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

16 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

17

18 ２００９年度 実施事項 (4) アンチカウンターの設置による装置のfull運転。 ✓
２００９年度　実施事項 (4) 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。

19 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

20

21

22 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。
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。