CTA報告８６：全体報告
窪秀利（京大理）CTA-Japanメンバー 窪秀利A，手嶋政廣B，C，戸谷友則D，浅野勝晃B，井岡邦仁E，井川大地F，石尾一馬B，井上進B，井上剛志G，井上芳幸H，猪目祐介I，内山泰伸J，梅津陽平F，大石理子B，大岡秀行B，大平豊K，荻野桃子B，奥村曉L，M，小野祥弥N，折戸玲子O，加賀谷美佳N，格和純P，片岡淳Q，片桐秀明N，掃部寛隆I，
河島孝則L，川中宣太D，木坂将大E，櫛田淳子F，郡司修一R，郡和範E，小島拓実B，小谷一仁F，小山志勇S，今野裕介A，齋藤浩二B，齋藤隆之A，榊直人B，佐野栄俊T，澤田真理K，柴田徹K，高橋慶太郎U，高橋弘充P，高橋光成B，高見一E，田島宏康L，立原研悟T，田中周太B，田中孝明A，田中真伸E，田中康之P，千川道幸V，
長紀仁N，辻本晋平F，土屋優悟A，鶴剛A，寺田幸功S，當真賢二W，門叶冬樹R，友野弥生F，鳥居和史T，内藤統也X，中嶋大輔B，長瀧重博Y，中森健之R，中山和則D，永吉勤S，西嶋恭司F，野田浩司C，畑中謙一郎A，花畑義隆B，早川貴敬T，林田将明B，原敏X，馬場彩K，日高直哉L，平井亘F，広谷幸一B，深沢泰司P，深見哲志B，
福井康雄T，福田達哉T，藤田裕Z，増田周A，松岡俊介S，松本浩典AA，水野恒史P，村石浩AB，村瀬孔大B，
森浩二AC，柳田昭平N，山崎了K，山本常夏I，山本宏昭T，吉池智史T，吉越貴紀B，吉田篤正K，吉田龍生N，李兆衡H，Daniela HadaschB，Daniel MazinB
京大理A，東大宇宙線研B，Max-Planck-Inst. fuer Phys.C，東大理D，KEK素核研E，東海大理F，国立天G，ISAS/JAXAH，甲南大理工I，立教大理J，青学大理工K，名大STE研L，レスター大M，茨城大理N，徳島大総科O，広大理P，早大理工Q，山形大理R，埼玉大理S，名大理T，熊本大理U，近畿大理V，東北大理W，山梨学大X，理研Y，阪大理Z，名大KMIAA，北里大医療衛生AB，宮崎大工ACCTA Consortium
２9か国 >1200名
Cherenkov Telescope Array（CTA）

日本物理学会第70回年次大会

早稲田大学

2015/3/21

CTAで狙うサイエンス
Cherenkov Telescope Array(CTA)一桁高い感度広帯域化(20GeV-100TeV以上)
角度分解能3倍(2分@1TeV)

観測天体

CTA

NASA/Fermi
Hester+

ガンマ線
バースト

超新星残骸 パルサー
銀河団
連星系
現在157ソース⇒ >1000個のソース検出期待
宇宙線起源 ブラックホール

NAOJ//AND You Inc.

赤外・可視背景放射→宇宙の星形成史

活動銀河核

暗黒物質対消滅γ線探索
ローレンツ不変性検証

ＣＴＡ望遠鏡配置
北半球と南半球の２ステーション⇒全天観測
南半球LST
口径23m
北半球
20 GeV－1 TeV

MST12m

SCT10m0.1－10 TeV
台数サイト

LST

MST

SCTSST

南半球

４２５３６７０

北半球

４１５

SST ～4m 1－100 TeV

CTAサイト候補地
北サイト(調査中）
 カナリー諸島 (スペイン) 高度2200m
 San Pedro Martir (メキシコ) 2800m
 Arizona (アメリカ) 1200m

南サイト(交渉中）
 Aar (ナミビア) 高度1600m
 Armazones (チリ) 2400m

面積: [北] >1km2、[南] >10km2

LSＴプロトタイピング－国際協力体制－
9か国：BR, CH, DE(40), ES(82), FR(21), IN, IT(28), JP(60), SE
FPI/Elec (JP/IT/ES)
Camera body (ES/DE)

日本グループ
カメラ・鏡 開発の中心的役割

CSS (FR/IT)MIR (JP)Interface PL (DE/BR/JP)
Actuator (JP/CH)
CMOS-Cam (DE/JP)

Flywheel, UPS(JP/DE/ES)
Comp. (DE/DATA)StarGuider (SE)CalibBox (IN/IT)

Structure (DE)
Access Tower (DE/ES)
Drive (DE/FR/ES)
Bogie (DE/ES)
Rail (DE/ES)Found. (ES/INFRA)

日本グループによるLSＴプロトタイピング
 反射率測定(29枚)1.5m鏡 鏡面形状測定法開発

 鏡耐久性評価
 鏡支持構造設計

Peak～94%
Cr+Al+SiO2+HfO2+SiO2
 空気シャワーシミュレー
ションを用いた光学系の性能評価（荻野講演）
PSF

日本グループによるLSＴプロトタイピング
 アクチュエーター制御（深見講演）

 カメラ窓試作
透過率1.3m試作→2.5m

 センターピクセルCCD(齋藤講演)

集光率(a.u.) 光電子増倍管 高精度測定 (高橋講演) ライトガイド試作  光電子増倍管 2千本 較正試験中 (永吉講演)
PMT1855本

高速パルスレーザー開発(猪目講演)（小野講演）
 アナログメモリを用いたGHz波形
サンプリング回路の開発⇒量産中(増田講演) DAQ構築
サーバー・Switch(石尾講演)
入射角

LST 1号機建設地（ラパルマ島）
北サイト望遠鏡配置案

カナリア諸島
googleLST（4台）ラパルマ島
ORMサイトMST（15台）

緑、オレンジ MST>15台の場合
MAGIC 望遠鏡に隣接してLSTを建設
＠標高2200 m

 ドイツは CTA全体に対して51 MEuro の予算を獲得し、建設が2015年より開始
 今年 LST 1号機のコンクリート基礎工事⇒2016年 望遠鏡組上、ファーストライトラパルマ島でのLST配置

1号機(2015)-

2-4号機(2017-2020)

CTA全体としては，2020年から全機種フルアレイによる観測を予定。
公開天文台(TeV領域では初)。

MST

Davies-Cotton型 (欧州)

口径12mメカニカルプロトタイプ建設＠ベルリン 2013年5月竣工
カメラプロトタイプ①PMT+アナログメモリ方式②PMT+FADC方式
1/12モデル(144素子)

PMT～1800本

SCT Schwarzschild-Couder型 (USA+名大+ドイツ)
Secondary mirror（D=5.42m）
アナログメモリによる波形記録
トリガー評価（名大）MAPMT⇒MPPC
性能評価（名大）VERITASカメラ
視野８度～1.1万素子

Primary mirror（D=9.66m）

SST－3タイプ－
 Davies-Cotton型(欧)口径４ｍ
カメラ：視野９度
MPPC1296素子+250MHz-FADC

プロトタイプ@ポーランド
昨年6月竣工鏡・アクチュエーター試作

 Schwarzschild-Couder型(欧+米+豪+名大)口径4+2mMPPCカメラプロトタイプ@イタリア
昨年9月竣工MPPCカメラ（田島講演）

口径4.２+1.8m

サイエンス検討+シミュレーション
 Key Science Project（CTA Consortiumが持つ観測時間を使った大規模観測計画。CTA全観測時間の30－50%、～500－1000時間以上/計画/10年）の具体的検討。
 GRB 080916C(z =4.3)
日本グループによる計算結果の例
Fermi LATの1万倍の感度
 SNR RXJ1713.7-3946⇒高統計で短時間変動測定
E>30GeV, 0.5秒/bin

[sec]

 M31
CTA
CTA 5050 hr
hr
実線：hadron
寄与10%

Γ=2.2

CTA
100 hrAbdo+(2010)

破線：leptonのみ
その他AGN, surveyなどに、日本グループ大きく貢献＋Direct Cherenkov光を用いた宇宙線化学組成計測手法のMC（大石講演）

まとめ CTA計画：大(23ｍ)中(10-12m)小(4m)口径からなる大気チェレンコフ望遠鏡群を南北サイトに設置。2９か国 1200名以上の国際協力による、唯一の次世代チェレンコフ望遠鏡群。公開天文台。2020年フルアレイ観測開始。
 20GeV-100TeV領域で従来より一桁良い感度で、1000を超えるガンマ線源が銀河系内・系外に検出されると予想。粒子加速機構・宇宙線起源・宇宙の星形成史の解明、ローレンツ不変性検証、暗黒物質対消滅γ線探索。
 プロトタイプ建設進む
LST(1号機)： ラパルマ島、2015年基礎工事  2016年にファーストライト
MST：ドイツ（2013年竣工）
SST：イタリア、ポーランド（2014年竣工）
 ドイツは 51 MEuro の予算を獲得し、建設が2015年より開始
 CTA-Japan の貢献• 大口径望遠鏡ミラー(深見講演)、光学系全般(小野,齋藤講演)、光電子増倍管較正(猪目, 高橋, 永吉講演),カメラ読み出し(増田講演),DAQ(石尾講演)開発の中心的役割• 中小口径Schwarzschild-Couder望遠鏡カメラ開発(田島講演)• Monte Carlo による性能評価、最適化(荻野講演)• CTA Key Science Project の策定（AGN, GRB, SNRなど)