CTA 報告38: 全体報告
CTA-Japan メンバー
手嶋政廣，窪秀利, 戸谷友則，浅野勝晃，粟根悠介，井岡邦仁，井上進，井上芳幸，上野遥，梅原克典，大石理子，大岡秀行，大平豊，奥田武志，
奥村曉，折戸玲子，加賀谷美佳，格和純，片岡淳，片桐秀明，株木重人，
川中宣太，岸本哲朗，北本兼続，櫛田淳子，郡司修一，郡和範，小谷一仁，小山志勇，今野裕介，齋藤浩二，斎藤雄太朗，榊直人，峪中良介，佐々木浩人，
澤田真理，柴田徹，渋谷明伸，周小渓，菅原隆希，高橋慶太郎，高橋弘充，
高見一，田島宏康，田中駿也，田中真伸，千川道幸，寺田幸功，當真賢二，門叶冬樹，鳥居和史，内藤統也，中嶋大輔，長滝重博，中森健之，中山和則，西嶋恭司，野里明香，萩原亮太，畑中謙一郎，馬場浩則，早川貴敬，林田将明，原敏，馬場彩，日高直哉，深沢泰司，福井康雄，藤田裕，松本浩典，水野恒史，
村石浩，村瀬孔大，森浩二，柳田昭平，山崎了，山本常夏，山本宏昭，
吉越貴紀，吉田篤正，吉田龍生，李兆衡

CAD Image of CTA

手嶋政廣 東京大学宇宙線研究所

観測天体

超新星残骸

連星系

銀河団

Cherenkov Telescope Array
超高エネルギー宇宙ガンマ線の研究•宇宙線の起源•銀河系内、系外の高エネルギー天体の研究•赤外・可視背景放射（宇宙の星形成史）の研究•暗黒物質対消滅からのガンマ線の探索•相対論（量子重力理論）の高精度検証

活動銀河核

ガンマ線バースト

狙うサイエンス

宇宙線の起源宇宙論・星形成史

高エネルギー天体

時空の構造

暗黒物質の探索CTA 計画（チェレンコフ望遠鏡アレイ計画）
全天観測装置（南北に２ステーション）
北候補：カナリー諸島／メキシコ
南候補：ナミビア／アルゼンチン／チリ

23m LST design

23m 口径望遠鏡 ４台10GeV-1TeV

12m 口径望遠鏡 23台
100GeV-10TeV

6m 口径
望遠鏡 32台
1TeV-100TeV（南半球のみ）DESY 12m MST

DC SSTUS 12m MST

UK SST23m CTA 大口径チェレンコフ望遠鏡
日本、ドイツ、スペインの国際協力により今年より建設開始 First light 2015

Science case of LSTHigh redshift AGNs (z<2)

GRBs (z<4)

Pulsars

Binaries and transients

LST should be optimized in the energy range between 20 - 200
GeV Low energy threshold

Trigger threshold: 15-20 GeV
 Analysis threshold: 20-30 GeV

key physics cases:

High-redshift AGNs and GRBs
 Binaries, Pulsars and other type of transients at low energy
CTA Japan 活動
大口径望遠鏡プロトタイピング

日本グループによる技術開発・技術貢献

CTAは日米欧の国際共同実験日本は主にCTA-LST大口径望遠鏡に貢献
最終的には全体の20% の貢献をめざす
大口径望遠鏡カメラ
超高速データ読み出し回路
高精度分割鏡Dual Mirror 望遠鏡読み出し回路
ソフト：物理、シミュレーション、データ解析

高分解能カメラ(MAGIC)

PMT、高圧、アンプ、ス
ロー制御、読み出し回路

7ch 1GHz 超高速波形読み出し回路

CTA LST(23m 大口径望遠鏡)

1.5m サイズ
高精度分割鏡

大型スパッタリングチェンバー
Cr + Al + SiO2 + HfO2 によるマルチコート（長寿命、増反射）1510mm 大口径望遠鏡用ミラーの試作
2.7mm ガラス＋60mmアルミハニカム＋2.7mmガラス
Spattering Cr + Al + SiO2 + HfO2 + SiO2

 ミラー仕様 直径：1.51m サイズ
 面積：2m2
 曲率半径: 56.2m
 PSF： 0.03°
 Weight： 40kg

 スパッタリングによるコート
 350nm で95% 反射率
 空気チェレンコフ光検出に最適化
 多層膜化により強固、長寿命

PMD (Phase Measurement Deflectometry)
Developed by Optic group of U. Erlangen
Resolution ±1μｍ

New Setupat ICRR

LST-Camera 265 clusters/1855 pixels(0.1°ピクセル、視野 4.4°、重量 < 2 ton)
Clusters 1.33kg x 265 <400kg
Two cooling plates <500kg

1720mmPlex glass < 70kg
Cables, Switching hub < 100kg
Power module <150kg
Supporting frame < 100kg
Skin of Camera < 200kg
Interface with Arch < 100kg
Garage door < 200kg
Total <1820 kg

W = 68kg< 2 tonsカメラモジュール ver.3(PMT 7本のGHz高速波形読み出し回路)
バックプレーン

プリアンプ
スロー コッククロフト・ウォルトン型
制御高圧PMT 7本

3クラスタ(PMT 21本)カメラ
クラスタ間のトリガー試験用

研究組織 (CTA-Japan Member 84名)
サイエンス PHYS WG
責任者：井岡（KEK)
KEK, 京大、青学、茨城、他

マネージメント
CTA Japan PI
CTA Japan Co-PICTA Japan Chair
CTA Japan SBO

ミラー MIR WG
責任者：手嶋（東大）
東大、近畿大、甲南大
茨城大、三光精衡所、他

シミュレーション MC WG
責任者：吉越（東大）
東大、甲南大、東海大、他

CTA 計画推進責任者
手嶋政廣（東京大学・宇宙線研究所）

手嶋（東京大）窪（京都大）
戸谷（京都大）吉田（茨城大）CTA LST(大口径望遠鏡） Prototyping
Project Coordinator
手嶋（東大）

Dual Mirror Cam
責任者：田島（名古屋）

望遠鏡ドライブ
スペインバルセロナ
IFAE

光検出器 FPI /CAL WG
責任者：山本（甲南大）
東大、茨城大、広大、甲南、埼玉、青学、浜松ホトニクス、他
アンプ、スロー制御
東大、徳島、京大、茨城大、他
読み出し電子回路 ELEC WG
責任者：窪（京都大）
京大、KEK、山形大、他

望遠鏡構造
ドイツミュンヘン
MPI

カメラサポート構造
フランスアネシー
LAPP

LST time schedule

Summary•

CTA は世界で唯一の超高エネルギーガンマ線天文台– 超高エネルギーガンマ線・高エネルギー天文学を飛躍的に進める– 高感度 10倍(10-14erg/cm2/s) 、高角度分解能 3倍(2arcmin at 1TeV)– 広いエネルギー領域 (20GeV-100TeV以上)– 広い検出面積 30倍 （3km2)•CTAによるサイエンス
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–––

•

高エネルギー天体の研究
銀河系内外からの宇宙線の起源、高エネルギー天体での粒子加速
光赤外領域の背景放射  星形成史
暗黒物質対消滅からのガンマ線を探索

CTA-Japan は大口径望遠鏡建設を主導的に進めている––––

最初の 23m 大口径望遠鏡建設を特別推進ですすめる（2015年設置）
光電子増倍管の開発・製作
読み出し回路、カメラの開発・製作
ミラーの開発・製作