テレスコープアレイ実験史上最大のエネルギーをもつ宇宙线を検出

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 宇宙から降り注いでいる高エネルギーの粒子(宇宙线)の中には、非常に高いエネルギーの宇宙线がごく稀に存在しており、宇宙におけるもっとも激烈な物理现象と関连していると考えられています。宇宙线は荷电粒子であるため宇宙磁场で曲げられますが、非常に高いエネルギーの宇宙线は磁场で曲げられにくく、到来方向が発生源を指し示す「次世代天文学」となることが期待されています。

 藤井俊博 白眉センター/理学研究科特定助教(現:大阪公立大学准教授)、常定芳基 大阪公立大学教授、荻尾彰一 東京大学教授、﨏隆志 同准教授、佐川宏行 同シニアフェロー、樋口諒 理化学研究所基礎科学特別研究員、木戸英治 同研究員、長瀧重博 同主任研究員(数理創造プログラム副プログラムディレクター)、多米田裕一郎 大阪電気通信大学准教授、冨田孝幸 信州大学助教、池田大輔 神奈川大学特別助教、有働慈治 同准教授らの国際共同研究グループは、米国ユタ州で稼働中の最高エネルギー宇宙線観測実験「テレスコープアレイ実験」にて、2021年5月27日に極めて高いエネルギー(2.44×10の20乗電子ボルト = 244エクサ電子ボルト)をもった宇宙線の検出に成功しました。

 テレスコープアレイ実験は2008年から现在までの15年以上にわたり、最高エネルギー宇宙线の定常観测を続けています。今回検出された宇宙线は、テレスコープアレイ実験の観测の中でもっともエネルギーが高く、1991年に検出された「オーマイゴッド粒子」と呼ばれる宇宙线に匹敌するエネルギーをもちます。さらに、この宇宙线が到来した方向には候补となる有力な天体が见つからず、未知の天体现象や标準理论を超えた新物理起源の可能性も示唆されます。

 本研究成果は、2023年11月24日に、国际学术誌「厂肠颈别苍肠别」にオンライン掲载されました。

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2021年5月27日にテレスコープアレイ実験で検出された極めて高いエネルギーの宇宙線を地表粒子検出器の信号情報から描画したイメージ図(画像提供: 大阪公立大学/京都大学L-INSIGHT/Ryuunosuke Takeshige)
研究者のコメント

「この极めて高いエネルギーの宇宙线を初めて见つけたとき、かつてないエネルギーの値が表示されていたため、何かの间违いだろうと思いました。その后、到来方向に候补天体が见つけられず残念に思うと同时に、ではこの宇宙线はどこから来たのか、という新しい谜が见つかったワクワク感を覚えています。今后は、稼働中のテレスコープアレイ実験拡张计画や、次世代実験によって极高エネルギー宇宙线の発生源を明らかにしたいと考えています。」(藤井俊博)

书誌情报

【顿翱滨】

【书誌情报】
Telescope Array Collaboration (2023). An extremely energetic cosmic ray observed by a surface detector array. Science, 382(6673), 903-907.

メディア掲载情报

毎日新聞(11月25日 25面)および朝日新聞(12月19日 24面)に掲載されました。