追加資料① 岸本 祐二.

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1 追加資料① 岸本 祐二

2 Ｃｏｎｔｅｎｔｓ （１） 古典的コンプトン法を利用したら （２） ＲＥＰに対する感度 （付録１） 各観測対象のＦｌｕｘ （付録２） ベッセルを２層化した場合に伴う 　　シンチレーションカメラの隙間がなくなる効果

3 （１） 古典的コンプトン法を利用したら

4 古典的コンプトン法での検出効率 低エネルギーの検出効率を上げるために、古典的コンプトン法を利用してみた。具体的な変更点は以下の通り。
①コンプトン点をトラック座標の平均値から求めるようにした ②Ｎｈｉｔカット、αカット、エネルギーとトラック長でのカットをなくした コンプトン確率 反跳電子がガス中に全てのエネルギーを落とす 散乱γがシンチに全てのエネルギーを落とす １本のPMTに全てのエネルギーを落としている コンプトン点がfiducial volume(28×28×28cm3)中にある se Energy cut後　（式は※2） PSF cut後　（※3）

5 古典的コンプトン法でのＰＳＦ 古典的コンプトン法を利用した場合のＰＳＦを求めた。愚弟的には再構成リングを重ねた２次元イメージ（Ｘ，Ｙ）をＸ軸方向にプロジェクションし、Ｌｏｒｅｎｔｚｉａｎでフィットして求めた。 ＦＷＨＭ

6 Ｋｉｒｕｎａでの感度予測 高度40km 南中を跨ぐ２４時間×１０日間観測（高度40km、ＢＧ５倍）
Ｃｙｇｎｕｓ Ｘ－１ 南中を跨ぐ２４時間×１０日間観測（高度40km、ＢＧ５倍） 2108 [photons], Bg : [photons] →　　S/sqrt(S+2B) = 1.49, S/sqrt(S+B) = 2.10 Ｃｒａｂ Ｎｅｂｕｌａ 南中を跨ぐ２１時間×１０日間観測（高度40km、ＢＧ５倍） 1252 [photons], Bg : [photons] →　　S/sqrt(S+2B) = 1.17, S/sqrt(S+B) = 1.65

7 古典的コンプトン法を使った場合の改良の効果
古典的コンプトン法を使った場合は下記の＜Ｄ＞の効果が望めなくなる。 ＜Ａ＞　ガスを１．５気圧にする　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ → Ｒｅｆ．高橋修論 ＜Ｂ＞　ベッセルの２層化　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ → Ｒｅｆ．Ｐ４０ ＜Ｃ＞　姿勢を制御し天体追尾　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ → Ｒｅｆ．Ｐ４２ ＜Ｄ＞　αカットの代わりにＤｅｌｔａカット　・・・・・・・・・・・・・・・・ → Ｒｅｆ．Ｐ３６ ＜Ｅ＞　ＰＳＦカットの最適化　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ → Ｒｅｆ．Ｐ３１ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅが何倍になるか ＜Ａ＞～＜Ｅ＞全部やると　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・　×３．２ １．５７σ以上の観測条件ならば改良を施した場合に５σを達成できる 次ページのＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅは、検出器の改良の効果が上記の通りであるとして計算する

8 古典的コンプトン法を利用した場合の選択肢
シミュレーションの結果から実現可能と判断できる選択肢は以下の通りである ① ２０１３年キルナでＣｙｇｎｕｓＸ－１を１１日間観測 （観測条件）　４０ｋｍ、１１日間 （検出器に必要な条件）　高橋ガス１．５気圧、TPC容器２層化、姿勢制御（詳しくは前ページ） →　4.98σ　　　　 ② ２０１３年キルナでＣｒａｂを１８日間観測 （観測条件）　４０ｋｍ、１８日間 →　5.00σ　　　　 ③ 天体観測以外の目標を探す ※高橋ガス → Ar : CF4 : iC4H10= 54 : 40 : 6（分圧比） ※検出器に必要な条件は前ページの改良の効果を考慮して見積もっている。セレクションの改良効果も計算に入っている キルナでのフライトの前には、検出器以外の装置（特に電源周り）の試験を行うべき （α）　２０１２年大樹町で検出器以外の装置の試験 （β）　２０１２年キルナで検出器以外の装置の試験 上記の①～③と（α）、（β）いずれかの組み合わせが現実的

9 （参考）４００ｋｅＶ以下のみ古典的コンプトン法を利用した場合の感度予測
高度40km、キルナ Ｃｙｇｎｕｓ Ｘ－１ 南中を跨ぐ２４時間×１０日間観測（高度40km、ＢＧ５倍） 2098 [photons], Bg : [photons] →　　S/sqrt(S+2B) = 1.49, S/sqrt(S+B) = 2.10 Ｃｒａｂ Ｎｅｂｕｌａ 南中を跨ぐ２１時間×１０日間観測（高度40km、ＢＧ５倍） 1228 [photons], Bg : [photons] →　　S/sqrt(S+2B) = 1.15, S/sqrt(S+B) = 1.62 ほとんど変わらない

10 （２） ＲＥＰに対する感度

11 ＲＥＰに対する感度予測 高度40km、キルナ Significance
ＲＥＰのＦｌｕｘ 2.71*102*E (100keV ≦ E ≦ 350keV) [photons/(cm2 sec keV)] 3.47*105*E (350keV ≦ E ≦1100keV) [photons/(cm2 sec keV)] 　　ref: J. E. Foat et al. Geophysical Research Letters 25 (1998) (論文中のＦｉｇ２をフィットして求めた) Frep(E) = ※継続時間で平均したフラックス（継続時間～１０分） Significance 仰角５０度の方向で継続時間１０分のＲＥＰを 捉えた場合（高度40km、ＢＧ５倍） 90.9 [photons], Bg : 7.31 [photons] →　　S/sqrt(S+2B) = 8.85, S/sqrt(S+B) = 9.17 Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ

12 ＲＥＰに対する感度の仰角依存性 高度40km、キルナ、継続時間１０分 Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ REPは見れそう

13 （付録１） 各観測対象のＦｌｕｘ

14 各観測対象のｆｌｕｘ ・Crab ・Cygnus X-1 ・REP REP Crab Cygnus X-1 観測対象のｆｌｕｘ
Fneb(E) = 37.5*10-5(E/100keV)-2.18 [photons/(cm2 sec keV)] Fpul(E) = 7.6*10-5(E/100keV)-2.04 [photons/(cm2 sec keV)] FCrab(E)=Fneb(E)+Fpul(E) 　　ref: L.M.Bartlett et al. AIP conf. Proc. 304 (1994) 67 Fcyg(E) = 0.533*E-1.39 *exp(-E/158) [photons/(cm2 sec keV)] 　　ref: B. F. Philips et al. APJ 465 (1996) ・REP 2.71*102*E (100keV ≦ E ≦ 350keV) [photons/(cm2 sec keV)] 3.47*105*E (350keV ≦ E ≦1100keV) [photons/(cm2 sec keV)] 　　ref: J. E. Foat et al. Geophysical Research Letters 25 (1998) (論文中のＦｉｇ２をフィットして求めた) Frep(E) = ※継続時間で平均したフラックス（継続時間～１０分） Ｅｘｔｅｎｄｅｄ　Ｌｉｎｇ　ｍｏｄｅｌ 大気深さ 2.9 g/cm2 REP LingのBgモデルをpower law で100keVまで延ばしたもの ref: 高田さんがApJに投稿中の論文 Crab Cygnus X-1 ※これは三陸での値。高田さん計算　　　　　　　　から、キルナでは５倍にして使用している 観測対象のｆｌｕｘ Ｂｇ（Ｃｏｓｍｉｃ＋Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ）のｆｌｕｘ

15 （付録２） ベッセルを２層化した場合に伴う シンチレーションカメラの隙間がなくなる効果

16 シンチレーションカメラの隙間がなくなる効果
ベッセル２層化に伴い、シンチレーションカメラの隙間がなくなる効果を調べた。検出効率の向上率を示した図が以下の通り。 シンチレーションカメラの隙間がなくなる効果は２～３割程度

17 まとめ ・ 検出器に全ての改良を加え、古典的コンプトン法を用いた場合、キルナでＣｙｇｎｕｓ　Ｘ－１を１１日間観測すれば５σの有為性で検出できる ・ 検出器に改良を加えなくても、エレベーションが３０度以上のＲＥＰであれば５σ以上の有為度で検出できる