Greisen-Zatsepin-Kuzmin抑制の初めての観測

ABBASI R.U.; ABU-ZAYYAD T.; ALLEN M.; AMMAN J.F.; ARCHBOLD G.; BELOV K.; BELZ J.W.; BEN ZVI S.Y.; BERGMAN D.R.; BLAKE S.A.; BRUSOVA O.A.; BURT G.W.; CANNON C.; CAO Z.; CONNOLLY B.C.; DENG W.; FEDOROVA Y.; FINLEY C.B.; GRAY R.C.; HANLON W.F.; HOFFMAN C.M.; HOLZSCHEITER M.H.; HUGHES G.; HUENTEMEYER P.; JONES B.F.; JUI C.C.H.; KIM K.; KIRN M.A.; LOH E.C.; MAESTAS M.M.; MANAGO N.; MAREK L.J.; MARTENS K.; MATTHEWS J.A.J.; MATTHEWS J.N.; MOORE S.A.; O’NEILL A.; PAINTER C.A.; PERERA L.; REIL K.

文献

J-GLOBAL ID：200902208197891299 整理番号：08A0367100

Greisen-Zatsepin-Kuzmin抑制の初めての観測

First Observation of the Greisen-Zatsepin-Kuzmin Suppression

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資料名：
巻： 100 号： 10 ページ： 101101.1-101101.5 発行年： 2008年03月14日
JST資料番号： H0070A ISSN： 0031-9007 CODEN： PRLTAO 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：短報発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

Greisen-Zatsepin-Kuzmin(GZK)により,宇宙線のエネルギースペクトルには上限が存在するということが提唱された。そして,6×10¹⁹eVのGZK閾値が計算され,(GZKカットオフと呼ばれる)このエネルギーを超える宇宙線フラックス抑制が,予測された。また,1997から2006年にわたってなされたHires実験から,初めてGZKカットオフが,実験観測された。本稿では,この実験に基づく宇宙線フラックスの測定について報告した。Hires実験では,Hires-IとHires-IIという2つの検出器が使用される。この実験でのデータ解析は,単眼モードとステレオモードという2モードでなされる。単眼モードでは,検出器ごとに取得したデータを組みあわせるため,エネルギー範囲が広いが,ステレオモードで取得したデータは,解像度は良いがエネルギー範囲が狭い。このため,本調査では,単眼モードで取得したエネルギースペクトルを示した。一方,宇宙線フラックスの測定には,検出器口径の精確な測定が重要とされる。この口径を,完全モンテカルロシミュレーション(MC)により計算し,単眼モードでのHires-IとHires-IIの開口計算結果を示した。更に,エネルギースペクトルも示し,このスペクトルから,予測されたGZKエネルギー閾値10^19.8においては,スペクトルの軟化が,10^18.6では,”アンクル”とよばれる傾斜が見られた。そして,GZKカットオフと”アンクル”に相当するlogEにおいて,2つの亀裂があることを見出した。そして,10^19.8eVでのスペクトル指数における亀裂の有意性の測定を,この亀裂より上で観測された現象の実数と亀裂のないスペクトル予測値と比較することで実施した。この結果,観測したGZKカットオフは,標準偏差が5の優位性を有することが示された。

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一次宇宙線の組成およびエネルギー分布

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