地表検出器

1. Gamma rays Components? EHE Cosmic Rays Yes 望遠鏡ステーション No ＧＺＫ限界の起源宇宙線と宇宙背景放射との反応 Galactic Center? Point sources? 最高エネルギー宇宙線の起源モデル カメラ ν ローレンツ不変性が成り立つなら、宇宙背景放射は陽子の静止系において高エネルギーγ線と同等なので、陽子はπ中間子を放出して崩壊しエネルギーを失う Particle Physics Cosmology ｅ＋ μ＋ γ π＋ Astrophysical Counterparts? 地表検出器 Supergalactic plane? Relic Particles EHE neutrinos T.D. ｐ n ｅー ｐ 宇宙背景放射 Strong Magnetic Field Normal Galaxies Correlation? ν---γ GRBs AGNs 宇宙線 球面鏡 Astrophysics AGN ν EHE ν AGASAによる到来方向の観測結果 ・全天からほぼ均等に到来している ・一部はある点源から放出されている ・これらの点源は銀河中心や銀河面、超銀河面と相関を持たない ⇒起源天体が銀河系外にあることを示唆? AGASAによる観測結果 流量（フラックス×E3） 目的 • １．エネルギースペクトルの確定 • ２．一次粒子の同定 • ３．点源天体探索 ＧＺＫ限界 ５７６台 高エネルギー領域の宇宙線のエネルギースペクトル • 米国ユタ州　西部砂漠地帯 • 昨年度から製作開始 ハイブリッド観測 望遠鏡ステーション PMTカメラがとらえたトラック １つの六角形が１本のPMT １つが視野角１度をみている 左図は、二つの望遠鏡の視野を宇宙線がまたがって通った時の信号 SDF試作機 カメラからの信号の流れ（１ステーション） 読み出しシステム １台の望遠鏡 TF module によるトラックの判定法 (Memory look-up system) Hit Pattern PMT camera ＴＦは、１６×１６ヒットパターンを受信する ５個以上のＰＭＴが連続して受光したとみなせる５×５パターンと一致するかしないかで、トラック判定を行う Signal １６ｃｈ Final Trigger Signal Digitizer and Finder module １６本のPMTからの信号を受信 １つの望遠鏡に１６枚 PMTの出力をAD変換 １ｓｔ　level Trigger 出力が宇宙線の大気蛍光によるものか識別 Track Finder module １６枚のSDFからの信号を受信 　各望遠鏡に１枚 2ndlevel Trigger 大気蛍光によるトラックかどうか判定 SDF ステーション内の全てのTF 2nd level Trigger Code 1 <= 完全なトラック 2 <= 不完全なトラック 3 <= PMTの異常受光 タイミング、コントロール関係の管理 TF Central Trigger Distributor module 全てのTFから２nd level triggerを受信 全エレクトロニクス共通のクロック供給 Final Trigger 　二つの望遠鏡をまたぐトラックの判定など、最終的にトラックかどうかを判定 不完全なトラックの場合 １６×１６ヒットパターンの端を、３個のＰＭＴが連続して受光する４×４パターンで探す 隣り合ったカメラに不完全なトラックがあった場合、トラック有りと判定される（ＣＴＤによる判定） Clock, Frame ID Final Trigger　（以下が条件） 2nd level Trigger = 1 2nd level Trigger = 2 が隣接したTFより受信 CTD 宇宙線望遠鏡　：　エレクトロニクスの開発 垣本研究室　多米田　裕一郎 最高エネルギー宇宙線 • エネルギーが1020eVを超える高エネルギー宇宙線 • 起源は特定できていない • 宇宙背景放射と反応してエネルギーを失う • ・伝播距離に制限を受ける • ・～50Mpc以遠からは到達しない • ・GZK限界を予言 • 銀河磁場中もほぼ直進する • ・点源天体の方向がわかる 宇宙線望遠鏡（Telescope Array） • エネルギーが1020eVを超える宇宙線を観測 • 予言されていたGZK限界見えない? ＡＧＡＳＡは、モンテカルロ計算によりエネルギーを求めている為、系統誤差がある 最高エネルギー宇宙線の存在を確立する為、より多くのイベント数を稼ぎたい ・大きな検出面積 ・モンテカルロ計算を介しない観測方法の併用（ハイブリッド観測） 優れたエネルギー決定性度を持つ次世代検出器へ 大気蛍光法 ２５６本のPMT 宇宙線 • 空気シャワー • １次宇宙線が大気と相互作用して作る粒子のシャワー • 大気蛍光の観測 • 空気シャワー中の電子が通過する時、大気が励起され蛍光を発する 空気シャワー １８枚のセグメントミラー 口径３メートル SDFは１６ｃｈ 試作機は２ｃｈ ・シャワー発達全体を観測できる！ ・モンテカルロ計算によらず 　エネルギーを決定できる！ ・ステレオ観測により到来方向 　決定精度向上！ 大気蛍光望遠鏡　３ステーションで構成される ステーション　　　 望遠鏡を１２台格納(２段重) 望遠鏡　　 　合成球面鏡とカメラで構成される カメラ　 ２５６本のPMT