CTA報告147：全体報告
窪 秀利 (京大理)他CTA Consortium

日本物理学会2019年年次大会

九州大学

2019/3/17

CTA Consortium
３1か国>1400名CTA-Japan 126名
(本講演著者）東大浅野勝晃, 石尾一馬, 稲田知大, 猪目祐介, 岩村由樹, 大石理子,
宇宙線研 大岡秀行, 大谷恵生, 岡崎奈緒, 加賀谷美佳, 久門拓, 小林志鳳,齋藤隆之, 榊直人, 櫻井駿介, 澤田真理, 須田祐介, 高田順平,高橋光成, 田島典夫, 手嶋政廣, 野田浩司, 広谷幸一, 深見哲志,
村瀬孔大, 吉越貴紀, K.S.Cheng, Xiaohong Cui,

青山大 木坂将大, 柴田徹, 田中周太,山崎了, 吉田篤正
Timur Dzhatdoev, Daniela Hadasch, David C.Y.Hui,
茨城大 片桐秀明, 鈴木萌, 三浦智佳,
Emil Khalikov, Albert K.H. Kong, Pratik Majumdar,柳田昭平, 吉田龍生
Daniel Mazin, Thomas P. H. Tam, Wenwu Tian
大阪大 藤田裕, 松本浩典
東大理
大平豊, 戸谷友則, 中山和則, 馬場彩
北里大 村石浩
東北大
當真賢二京大基研 井岡邦仁
徳島大
折戸玲子
京大理 岡知彦, 梶原侑貴, 川中宣太,
名大理
井上剛志, 佐野栄俊, 立原研悟, 早川貴敬, 林克洋
窪秀利, 田中孝明, 鶴剛,福井康雄, 山根悠望子, 山本宏昭, 吉池智史
野崎誠也, 平子丈, 増田周,
名大ISEE 朝野彰, 奥村曉, 佐々井義矩, 関崎晴仁, 田島宏康, 中村裕樹,李兆衡
日高直哉, Anatolii Zenin
近畿大 千川道幸, 藤原千賀己, 李健
広大理高橋弘充, 深沢泰司
熊本大 高橋慶太郎
広大宇宙科学センター 水野恒史
KEK素核研 郡和範, 田中真伸, 廣島渚 宮崎大
森浩二
甲南大 田村謙治, 町支勇貴, 林田将明, 山形大
郡司修一, 高橋知也, 門叶冬樹, 中森健之
山本常夏
山梨学院大 内藤統也, 原敏
埼玉大 勝倉大輔, 勝田哲, 砂田裕志,
理研
井上進, 井上芳幸, 長瀧重博, Maxim Barkov, Gilles Ferrand,
寺田幸功, 永吉勤
Haoning He, Donald Warren
東海大 緒方智之, 神本匠, 櫛田淳子,立教大
内山泰伸
種田裕貴, 辻本晋平, 西嶋恭司, 早稲田大 片岡淳
古田智也

CTAの性能、狙うサイエンス

従来の望遠鏡より一桁高い感度
一桁広い帯域(20 GeV-300 TeV)
角度分解能～2倍(2分角@10TeV)

感度

Cherenkov Telescope Array(CTA)

CTA

銀河面

 検出天体 223個(現行)⇒1000個以上 最遠方 ｚ～1(現行)⇒ z～4 GRB等
宇宙線起源 ブラックホール
物理・ジェット形成
赤外・可視背景放射→宇宙の星形成史
NAOJ//AND You Inc.

暗黒物質対消滅γ線探索
ローレンツ不変性検証

・特集号 Astroparticle Physics, 43 (2013)1-356
・Key Science Project(開始10年の4割)検討書 arXiv:1709.07997

LST×(北4+南4)MST×(北15+南25)

23m口径

12m口径

20 GeV - 3 TeV
FOV=4.5°
完成予想図

80 GeV - 50 TeV
FOV～8°

2016年～北サイト建設
2020年～南サイト建設
2022年～天文台運用
2025年～フルアレイ観測
運用期間 ＞20年間

北：スペイン・ラ パルマ島

MAGIC望遠鏡
南：チリ・パラナル

SST×(北0+南70)
4m口径
1 TeV - 300 TeV
FOV=９～10°

https://www.cta-observatory.org/

LST初号機建設@北サイト(前回学会以降)－カメラ取付～昨年9月
ラパルマ島 組立・保管室にて試験

昨年9月下旬
望遠鏡に取付

PMT 1855本

2.8 m
筐体

Credit: Daniel López / IAC

x265台
 PMT 7本＋GHzサンプリング回路＋トリガー回路

 ライトガイドの量産と性能評価 鈴木講演
 スローコントロール系

Credit: Daniel López / IAC

LST初号機完成
昨年10月

 望遠鏡高速回転(180度/20秒)⇒フライホイールを用いた電源システムの開発試験
久門講演 北サイト全体の計算機システム稼働中(CPU 2000コア＋3 PB disk)

Credit: A. Okumura

2016年7月

2年3か月

MAGIC
(口径17m)LST-1（2017年1-6月
構造体建設許可待ち）

基礎工事開始Credit: A. Okumura

Credit: Max-Planck-Institute for Physics

LST初号機：完成記念式典
昨年10月10日

Credit: A. Okumura

200名以上参加

LST初号機：ファーストライト
昨年12月

https://www.cta-observatory.org/lst-prototype-records-its-first-light/

動画ファイルあり

LST初号機：光学系調整
稲田講演

分割鏡 198枚

1.5m
CCDカメラで主焦点カメラを撮る

アクチュエータ
鏡裏側
北極星像（鏡方向調整前）
防水型CMOSカメラ

４０ｃｍ

主焦点カメラLST初号機：カメラ調整
カメラ全面

野崎講演

カメラ
全面

テストパルス発生回路
較正用レーザー
パルス光源

トリガー
分配回路

(355nm)

INFN

(裏面)

GHz波形サンプリング用ASIC (PSI開発DRS4)
 ペデスタル補正
 キャパシタ切替
タイミング補正

トリガー分配：同時に到達するようにタイミング調整

トリガー生成回路
 トリガー閾値調整 トリガー遅延調整(PMT印加電圧の違いによるtransit timeの違いをdelay lineを使って補正)

中口径望遠鏡プロトタイプ
 Davies-Cotton型 MST(欧州)
口径12m

 Schwarzschild-Couder型 SCT
主鏡 (D～9.7m)
副鏡 (D～5.4m)
 カメラ

・視野８度
・SiPM～1.1万素子
＠ドイツ(2013～)

カメラ

0.8 m

視野～8度 PMT～1800本

＠USA
NEWS 今年１月

2.4 m

ファーストライトファーストライトhttps://www.cta-observatory.org/project/technology/mst/

 PMTとSiPMの光検出効率比較

Zenin講演https://www.cta-observatory.org/sct-first-light/

小口径(SST)プロトタイプ－3タイプ－
 Schwarzschild-Couder型①GCT 口径4.２+1.8m 視野 9.2度
欧州https://www.cta-observatory.org/project/technology/sst/

SiPMカメラ

MAPMTカメラ(2048ch)(2048ch)～30 cmCredit: A. Okumura@フランス(2015～)

ファーストライト②ASTRI 口径4.3+1.8m

 SiPMの光学クロストークの保護層厚依存性 中村講演@素実 Davies-Cotton型 (欧州) 口径４ｍ
視野9度

欧州
視野 9.6度
SiPMカメラ(2368 ch)@イタリア(2014～）

SiPMカメラ(1296 ch)@ポーランド(2014～)

CTA北サイト建設計画
 Phase I
 LST初号機

 コミッショニング中 エンジニアリング ラン
2020-2021年

公開版では図を削除

 LST 2-4号機＋MST 1台
 LST 2-4号機PMTモジュール

今月 組立完了@ラパルマ
 LST波形サンプリング回路 製作済 LST分割鏡
ラパルマに輸送済 インフラ工事
今年～
 LST構造体建設 来年～
 LST 4機ステレオ
コミッショニング 2022年

 Phase II MST建設 ～2025年

CTA南サイト@チリ・パラナル
ELT 39m
計99台
LST MST SST

2024年～ https://www.eso.org/sci/facilities/
eelt/telescope/dome/

GoogleVLT 8.2mx4

CTA南サイト2 km

https://www.eso.org/public/images/esopia00079sites/

NEWSNEWS

サイト建設
来年～

昨年12月
合意文書署名：【CTA、チリ政府、ESO】
https://www.cta-observatory.org/final-agreementssigned-for-cta-southern-hemisphere-site-in-chile/

Credit: Credit: ESO/B. Núñez

Credit: CONICYT

まとめ次世代超高エネルギーガンマ線天文台CTA
 日本グループは、大口径望遠鏡LSTの光学系・カメラ開発で中心的役割＋事象シミュレーション[本講演直後の李講演]、解析ソフトウェア開発[岩村講演]＋中小口径Schwarzschild-Couder望遠鏡カメラ開発[北]スペイン・ラ パルマ島
 LST初号機@北サイト
昨年10月完成記念式典⇒現在コミッショニング中 分割鏡 星像を用いた方向調整
 カメラ タイミング調整など LST 2-4号機@北サイト
分割鏡製作完了、カメラ要素組立完了
インフラ工事 今年～

 SSTカメラ－SiPMの低クロストーク化
 MSTカメラ
PMTとSiPMの検出効率比較

Credit: A. Okumura[南] チリ・パラナル

完成予想図