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超広角屈折光学系を用いた高エネルギー宇宙線観測試験 EUSO 日本の開発の報告. 2004/12/17@ICRR. 滝澤 慶之 理研 for EUSO-Japan Collaboration. EUSO-Japan Menber. 福井工大工 東北大 金沢大理 信州大工 KEK 東大宇宙線研 埼玉大理 理研 立教大理 成蹊大工 山梨大工 天文台 放医研 千葉大理 武蔵工大工 青山学院大理工 甲南大理工 原研 近大理工 奈良産大情報 大阪市大理 愛媛大理. 永野元彦，宮崎芳郎 高橋幸弘 村上敏夫，米徳大輔 木舟正 - PowerPoint PPT Presentation
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超広角屈折光学系を用いた高エネルギー宇宙線観測試験EUSO 日本の開発の報告
2004/12/17@ICRR
滝澤 慶之理研
for EUSO-Japan Collaboration
福井工大工東北大金沢大理信州大工KEK東大宇宙線研埼玉大理理研
立教大理成蹊大工山梨大工天文台放医研千葉大理武蔵工大工青山学院大理工甲南大理工原研近大理工奈良産大情報大阪市大理愛媛大理
永野元彦，宮崎芳郎高橋幸弘村上敏夫，米徳大輔木舟正石川正，金子敏明，栗原良将，清水韶光，藤本順平竹田成宏，林田直明，間瀬圭一井上直也上野嘉之，上原嘉宏，戎崎俊一，大谷知行，大森整，川井和彦，川崎賀也，佐藤光輝，清水裕彦，鈴木亨，滝澤慶之，広田克也，M.E.Bertaina ，宮坂浩正，森田晋也，守安精，山形豊，林偉民北本俊二近匡本田建梶野敏貴，水本好彦内堀幸夫吉田滋門多顕司榊直人，柴田徹，吉田篤正梶野文義，佐藤文隆，坂田通徳，山本嘉昭田島俊樹千川道幸政池明川上三郎吉井尚
EUSO-Japan Menber
EUSOExtreme Universe Space Observatory
for Extremely High Energy Cosmic Ray Observation
330-400nm
EUSO ~ 300 x AGASA ~ 10 x Auger観測状態の時、 ~ 3000 x AGASA ~ 100 x Auger3 年間で 2000 イベント程度（ 1020eV 以上）
AGASA
EUSO の視野
EUSO のコンセプト•遠方 、 大広角 (60°) 広大な検出エリア
– ~4.5x105 km2 sr•宇宙線観測器として大きな可能性•宇宙線バーストに対し 3000倍の感度（ AGASA ）
–1500 Giga-ton 大気•超高エネルギーニュートリノ検出器としての可能性
•全天観測–南北半球にわたる均一な観測が可能 国際宇宙ステーション軌道のおかげ !!
•地上観測と相補的観測
Telescope Configuration
Focal Surface
Focal SurfaceSupport Structure
Electronics
Entrance pupil
Fresnel Lens 2
Fresnel Lens 1
EUSO焦点面
More direct solution has been introduced.
Multianode Photomultipliers
R8900-03-M36 (M25/M16) current baseline choiceSensitive area is increased 83% of its physical dimension.The sensitive area can be increased up to 95% by attaching a simple optical adaptor (tapered glass or reflector).
83%95%
Weight = 27.3g / PMTGain = 2x106 @ -900V
Weight = 26.7g / PMTGain = 2x106 @ -900V
Weight = 26.0g / PMTGain = 4x106 @ -900V
Detection Efficiency maps at = 370 nm
MAPMT Single Anodes
<D.E.>=(15.80.6)%Uniformity ratio = 2.4
9 MAPMTstatistics
ZA 1912 ZA 2015
ZA 2028 ZA 2043
ZA 1912
Cross talk: 7%mostly due to border pixels
4
各国の状況
• 欧州：– Phase-A Study 成功裏に終了– 2005 年初頭から Phase-B Study 開始予定
• 日本： Phase-B実行中– 日本におけるPhase-A 研究終了– 2004 年度から Phase-B 開始
• 米国： Phase-B採用–ミッション終了までのコミット
PDM （ BBM)構造案• ９つの EC を装着
• １つの HV電源（甲南大）。９つのデバイダを装備
• 宇宙仕様を念頭に設計
• 構造解析、振動試験等を行い、 EC の評価を行う。
BBM: Bread Board Model
試作試験用モデル
一般仕様
• 4つの MAPMT を装着
• PMTへの HV供給
• PDMへの信号伝達
宇宙仕様
• 対振動性
• 低アウトガス
• 軽量
EC （ BBM) の構造案
スケジュール
• デリバー： 2007年• 打ち上げ： 2009年以降
– FIRST READY, FIRST GO
２０１０年以降の打ち上げの場合
• 米国の宇宙開発新政策– スペースシャトル運用は２０１０年まで– 最終バスおよび打ち上げ回数は極端に制限
• バックアップソリューションとして検討– HTVによって ISSへ運搬
• H-IIAにより打ち上げ• 宇宙ステーション Node2にドッキング• ロボットアームにて ISS各部に装着
２００８年１号機打ち上げ
その後半年に１機づつ
H-IIA Transfer Vehicle
無人の軌道間輸送機全長 10m 、最大直径 4.4m の円筒形 全備質量 16.5 トン6 トンの物資を運ぶことが可能2つの貨物区画・物資は、内部に宇宙飛行士が入って作業できる 「与圧部」・船外 実験プラットホームに装着する実験装置等「非与圧部」
HTV
HTVから EUSO の取り出し１
HTVから EUSO の取り出し２
HTVから EUSO の取り出し３
共同利用研究• 明野観測所での野外観測試験• 光学系、検出器系の統合試験• 観測対象
–紫外線レーザー （擬似空気シャワー大気蛍光）–空気シャワーチェレンコフ光
• 2004 年度– 新型MAPMTアレイ検出器の試験
• 旅費５０千円
Observation at AKENO ObservatoryEvent Spectrum (uncalibrated)Cherenkov ImageLaser Swing
overField of
All-sky Cherenkov Observatory
Reported on ICRC 2001(Hamburg )
Laser Swing over the Field of View
Reported on ICRC 2001(Hamburg )
東大宇宙線研明野観測所 UVレーザー
R7600-M64使用時
PMT の間に巨大な不感領域が存在
UV Laser
MAPMT ARRAY 検出器
感度分布（全体）
R8900-M16 R7600-M64
有効領域 83% 50%
MAＰＭＴ ＡＲＲＡＹ検出器
この 13 本を使用
青山学院大 柴田研
2004/09/16-20
UV Laser (YAG 365nm)
cEUSO with MAPMT Array at Akeno Observatory
散乱光
Laser Swing over the Field of View
preliminary
QuickTime˛ Ç∆ÉVÉlÉpÉbÉN êLí£ÉvÉçÉOÉâÉÄ
ǙDZÇÃÉsÉNÉ`ÉÉÇ å©ÇÈÇΩÇflÇ…ÇÕïKóvÇ≈Ç∑ÅB
不感領域の少ない
連続したイメージを取得
R8900-M25 を使用
Laser Swing over the Field of View
UV Laser
preliminary
まとめ
• 明野観測所において、新型MAPMTアレイ検出器の試験を実施。不感領域の少ない連続イメージを確認
• EUSO-Japan 先行して Phase-B実施中
おわり
