GLAST LATと気球実験(p.2)

September 13th, 2002
次期γ線衛星GLASTに向けた気
球実験のデータ解析
日本物理学会秋季年会
水野恒史、水嶋浩文、大戸彰三、深沢泰司、大杉節
(広大理)、釜江常好、田嶋宏康(SLAC)、尾崎正伸
(ISAS)
[email protected]
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Tsunefumi Mizuno
GLAST LATと気球実験(p.2)
検出器simulatorと宇宙線モデル(p.3)
データ解析(pp.4-6)
まとめ(p.7)
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September 13th, 2002
GLAST Large Area Telescopeと気球実験
Balloon Flight Engineering Model
(BFEM): single tower
eXternal gamma-ray
target (XGT)
Anti Coincidence
Detector (ACD)
GLAST LAT(20MeV-300GeV)
4X4=16tower
Si-Strip Tracker
(TKR)
CsI Calorimeter
(CAL)
•GLASTで目指す高感度の実現には、軌道
上でのバックグラウンドを精度よく予測する
ことが必要である。
Tsunefumi Mizuno
Support
Structure
•気球実験(2001年8月)で宇宙線事象
(10万イベント以上)を取得。約3時間の
レベルフライト(~38km)。
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September 13th, 2002
検出器simulatorと宇宙線モデル
宇宙陽子線のエネルギースペクトル(天頂方向)
BESS
Geant4を用いた検出器
simulator
XGT
(magnetic north pole)
AMS
ACD
our model
(used in Geant4
Simulation)
CAL
TKR
２次粒子
(大気成分)
0.01
Support
Structure
Tsunefumi Mizuno
Pressure
Vessel
0.1
一次粒子(地磁気のカットオフ
と太陽活動のモジュレーション
を受ける)
1
10
100GeV
α線
電子・陽電子 •下線の付いた粒子はLATの
軌道上でも存在する。
大気γ線
ミュー粒子
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September 13th, 2002
各Siレイヤーでのカウントレート(“荷電粒子事象”)
•トリガレート(Data)
~445Hz
•simulationでの予測
~350Hz
陽子
: 145Hz
α線
: 18Hz
電子
: 45Hz
陽電子
: 30Hz
γ線
: 50Hz
ミュー粒子 : 62Hz
“荷電粒子事象”のカウントレート
(hit in ACD)
ミュー粒子
γ線
電子・陽電子
α線
陽子
•カウントレートは、データと
simulationで20%程度で
一致。
26 Si layers
(13 planes: x-y pair)
CAL
Tsunefumi Mizuno
実データ
(level flight)
TKR
ACD
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September 13th, 2002
“荷電粒子事象”の角度分布 (preliminary)
straight/single track
の天頂角分布
Straightness of the
reconstructed track
データ
データ
Simulation (合計)
ミュー粒子
ミュー粒子
γ線
陽子
電子陽
電子
α線
電子・陽電子
γ線
10-6
10-3
1
rms (arbitrary unit)
103
α線
陽子
水平方向
cos (theta) 真下(真上)向き
straight track
•全角度に渡り、20%程度でデータとsimulationは一致.
•陽子・α線・ミュー粒子を(モデルの不定性の範囲内で)増やす必要があると思われる.
Tsunefumi Mizuno
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September 13th, 2002
各Siレイヤーでのカウントレート(“中性粒子事象”)
•トリガレート (Data)
~55Hz
•Simulationでの予測ミュー粒子
~52Hz
陽子
: 3.1Hz
γ線
α線
: ~0Hz
電子
: 6.9Hz
陽電子
: 3.9Hz 電子陽電子
γ線
:35.5Hz
陽子
ミュー粒子 : 2.4Hz
各Siレイヤーでのカウント
レート (no hit in ACD)
thick Lead converters
実データ
(level flight)
•トリガレートはよく再現されている。
•上部のSiレイヤーで、カウントレートがやや不足気味。
Tsunefumi Mizuno
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September 13th, 2002
まとめ
•GLASTに向けた気球実験を2001年8月に行った。
•高カウントレート(最大1.2kHz)の下で、全ての検出器は正常に動作し
た。
•10万を超える宇宙線事象を取得。LATのためのバックグラウンドデー
タとして用いるため解析を行っている。
•本気球実験のため、Geant4による検出器simulatorと宇宙線モデルを開
発した。
•LAT軌道上での宇宙線環境を知るため、気球実験データとsimulationでカ
ウントレートの比較したり、飛跡の曲がり具合による粒子の識別、角度分布
などを調べている。
•データとsimulationの予想はおおむね20%内で一致しており、宇宙線
モデルの不定性内で説明可能と期待している。
•詳しい解析を継続中である.
Tsunefumi Mizuno
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