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ICRR NEWS
Explore Universe and Elementary Particles with Multi-Messengers.

No.

103
2018
AUTUMN

米国ユタ州のテレスコープ・アレイ (TA) の大気蛍光望遠鏡と天の川

ICRR NEWSNo.103 2018 AUTUMNContents
Features01

最高エネルギー宇宙線
発生源を突き止め
宇宙極高エネルギー現象との関わりを探る
テレスコープ・アレイ (TA) 実験
佐川宏行教授に聞く
Reports2018 年 10 月 26・27 日

08東京大学柏キャンパスの一般公開

宇宙線研究所の一般公開
2000 人近くが来場

2018 年 10 月 10 日 スペイン・カナリア諸島のラ・パルマ島で10

チェレンコフ・テレスコープ・
大口径望遠鏡 1 号基
アレイ
（CTA）
完成記念式典を開催、試験運転を開始

Topics
12
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第 19 回 ICRR × Kavli IPMU 合同一般講演会を開催
松戸市の " 科学と芸術の丘 2018" で霧箱ワークショップ
鹿熊亮太さん ( 修士 1 年 )「天文・天体物理若手夏の学校」でオーラルアワード
スーパーカミオカンデ・ジグソーパズル第二弾の発売
ジグソーパズル第一弾も追加出荷

Information
13

人事異動

13

ICRR SeminarTA 宇宙線観測装置の配置。各◇ 印は 507 台の地表粒子検出器の場所を示します。地表粒子

検出器群の周辺にある青色の六角形の印は、
大気蛍光望遠鏡 (FD) の場所を示します。3 か所ある FD は中央レーザー施設 ( 橙色の四角形

印 ) から 21 キロメートルのところにあります。

Features

最高エネルギー宇宙線
発生源を突き止め
宇宙極高エネルギー現象との関わりを探る
テレスコープ・アレイ (TA) 実験 佐川宏行教授 に聞く
最高エネルギー宇宙線の観測を主目的としたテレスープアレイ (TA) 宇宙線観測
装置は、米国ユタ州の広大な砂漠に建設され ( 右上図 )、まもなく 10 周年を迎えようとしており、その記念式典が 12 月 19 日に東京大学柏キャンパスで予定されています。また、観測領域を 4 倍の約 3000 平方キロメートルに増やす計画 (TAx4)に伴う地表粒子検出器 (SD) の設置開始も 2019 年初頭に予定され、いま最も注目されるプロジェクトの一つです。2004 年からこのプロジェクトに関わり、2011
年から 2017 年まで TA の spokesperson( プロジェクト代表 ) であった佐川教授に、TA 実験について聞きました。
01

Features
̶̶TA 実験の目的は何でしょうか。
◆この実験の目的は、最高エネルギー宇宙線の起源を探ることです。そのために、宇宙線のエネルギースペクトル、到来方向
および質量組成を測定します。

最高エネルギー宇宙線のホットスポットが存在 !?
̶̶これまでに得られた主な成果を教えてください。
◆ 507 台の地表粒子検出器で、初めの 5 年間で 10 の 19 乗 (1019)
電子ボルト (*1) 以上の宇宙線を 2000 以上観測し、5.7 × 1019
電子ボルト以上の最高エネルギー宇宙線がやってくるホットス
ポットが存在する兆候をとらえました。2014 年 7 月に論文を発表し [1]、プレスリリースもしたので記憶にある方もいらっ
しゃるでしょう。最高エネルギー宇宙線のホットスポットは、
天の川銀河からは外れた、北斗七星の近く、おおぐま座の足元の方向にあることから、多数の銀河が集中する超銀河面 (*2) 付
近に生成源がある可能性がある、といえます。図１に TA で観測した 9 年間のデータの有意度のマップを示します。その他にも超銀河面や赤緯といった天球上の方向に依存した異方性を捉えつつあります。また、1019.8 電子ボルト以上に宇宙線の強度が減少するエネルギースペクトルを測定しました [2]( 図 2)。
さらに、大気に入射する宇宙線の組成が違うと空気シャワーの
進行方向の発達が異なることを利用して、質量組成の同定を行います。FD のデータを用いて発達の最大発達深さ Xmax を求め、1018.2 電子ボルト付近以上では宇宙線の粒子の種類が陽子のよ
うな軽い組成と矛盾しないとの結果を得ました [3]( 図 3)。
̶̶生成源が近傍にある可能性はどうしてわかるのですか。
◆ひとつは、ホットスポットの方向が近傍にある超銀河面付近であることです。また、最高エネルギー宇宙線は、遠方からは
図 2. TA 9 年のデータを用いたエネルギースペクトル
黒い点が TA のデータ。縦軸は宇宙線強度にエネルギーの 3 乗をかけてスペクトルの形を見やすくした。横軸はエネルギーの対数。1019.8 電子ボルト以上で宇宙線強度が急激に減少している。

届かないという予想 (GZK 限界 ) に基づくものです。これは、1.5億光年より遠くからやってくる宇宙線は、ビックバンの名残として有名な宇宙背景放射の光子と衝突して、エネルギーを失う
ため、遠くから来る宇宙線のエネルギーは小さくなるという予想です。先ほど述べた最高エネルギー領域での宇宙線強度の急激な減少に対応する可能性があリます。

10 周年の TA 実験 さらに 4 倍拡張へ向けて̶̶TA 実験は 10 年の節目ということですが、拡張計画がある
そうですね。
◆はい。ホットスポットの兆候は見つかったものの、まだ正確には、生成源を突き止めることができません。そこで、観測の領域を 4 倍に増やす拡張計画 (TAx4) を進め、データの取得ペー
図 3. 空気シャワーの最大発達深さ Xmax の平均 <Xmax> と宇
宙線のエネルギーの関係
黒い点が TA のデータで、斜線部分は系統的な誤差の大きさを示す。赤色、ピンク色、橙色、青色の丸印が、陽子、ヘリウム、窒素、鉄のモデルを表す。

02

スを加速し、ホットスポットの兆候を高統計で確認しようとしています。追加する地表検出器は 500 台で、これを TA の 1.2
キロメートルより広い 2.1 キロメートル間隔に置き、観測領域
を現在の約 700 平方キロメートルから 4 倍の約 3000 平方キロ

Features
メートルまで広る予定です ( 図 4)。建設は 2015
年から始まり、2019 年 1 月には地表検出器を一台
図 1.
ホットスポットの兆候
TA の 最 初 の 9 年 間のデータの中で 5.7 ×
1019 電子ボルト以上のエネルギーをもつ最高エネルギー宇宙線 143
事象の到来方向分布
が、平均的な宇宙線からどの程度ずれているかを示す有意度を、赤道座標で表しました。
点線・実線は、銀河面と超銀河面を示します。赤色は平均的な宇宙線強度より多いことを示し、青色はより少ないことを示します。
白い破線より上の領
域が TA 実験で観測できる範囲を示します。

ずつヘリコプターで、広大な砂漠に降ろし、設置する作業が始まろうとしています。
̶̶最高エネルギー宇宙線の歴史について教えてください。
◆宇宙線の発見は 1912 年、後にノーベル物理学賞を受賞した物理学者のヴィクトール・ヘスが気球に乗り、発見したのが最初ですが、その宇宙線がどこでどのように生成され、どのようにエネルギーを獲得するのかについては、その発見以来 100 年の謎とされており、いまだによくわかっていません。
宇宙線が持っているエネルギーは低いものから高いものまで様々ですが、エネルギーが 10 倍大きく
なると頻度が 1/1000 になるというのが観測結果からわかっています。特に 1020 電子ボルト程度の最高エネルギー領域に入る宇宙線は 10 キロメート
ル四方の範囲に年間一つ到来するかどうかの頻度です。これを捕まえるには広い範囲の検出器が必要であることがわかると思います。

最高エネルギー宇宙線
磁場で曲がらず、まっすぐに地球へ

デルタ市

図 4. TAx4 の検出器の配置図
TA グループが活動の拠点としているデルタ市の西方に TA 宇宙線観測装置があります。TA サイ
トの北東と南東（デルタ市の北側と南側）に合計
500 台の地表粒子検出器 ( 緑色の点 ) を建設する予定です。北東に視野を向けた Middle Drum TAx4
FD は既に稼働を開始し、南に視野を向けた Black
Rock TAx4 FD を建設中です。

図 5. 宇宙線の伝播のイメージ
低エネルギー宇宙線は、水色の曲線で描いたように、宇宙空間の磁場で曲げられて、地球に到達するときには、もとの方向を失って一様に到来します。これに対して、最高エネルギー宇宙線は、紫色の曲線で描いたように、宇宙空間の磁場でほとんど曲げられずにほぼまっすぐに地球に到来すると考えられます。したがって、最高エネルギー宇宙線の到来
方向から宇宙線の発生源を捉えることができると期待されます。

03

Features̶̶最高エネルギー宇宙線に注目するのはなぜでしょうか。

お互い相補的な観測をしているとも言えます。ちなみにホット◆通常、宇宙線は電気を帯びており、低エネルギーの宇宙線は、

スポットは北半球側にあるため、ピエールオージェ観測所では宇宙空間の磁場で簡単に曲げられて元の方向が分からなくなっ捉えることができません。

てしまいます。ところが、最高エネルギー宇宙線はエネルギーが高いため、磁場に負けずにほぼ直進し、どこから来たかを辿れば、宇宙線の生成源を見つけることができると期待されます( 図 5)。1020 電子ボルトといえば、地球上で人工加速器によっ

南半球 ピエール・オージェ 観測所
北半球 テレスコープ・アレイ (TA)て加速が可能なエネルギーのなんと 1000 万倍もあり、宇宙の̶̶TA の北サイトで行われている TALE 実験について教えてどこかにある最強加速器の探索は宇宙物理学者にとっては大変ください。

興味深い課題なのです。

◆ TALE は TA の低エネルギーへの拡張実験 (TA Low Energy

大気中で発生する空気シャワーを検出

extension) です ( 図 8)。宇宙線のエネルギーが高くなってくる際に予想される銀河系内から来る宇宙線から、銀河系外から来る宇宙線への移り変わりを、エネルギースペクトルと粒子の̶̶どのように最高エネルギー宇宙線を捉えるのですか。

種類から読み取る実験です。このため、1015.6 から 1018 電子◆最高エネルギー宇宙線を直接捉えるのは困難なので、宇宙線ボルトの低エネルギーが読み取れるように望遠鏡のデータの解が大気中の原子核と相互作用してできる多数の二次粒子 ( 空気析の改良を行い、1016.2 電子ボルトと 1017.0 電子ボルト付近にシャワー ) を検出します。最高エネルギー宇宙線は大気中で、エネルギースペクトルの折れ曲がりを測定しました [4]( 図 9)。

1000 億個以上の粒子を発生させ、地上では数キロメートル四設置した 103 台の地表検出器のデータを用いて、空気シャワー方に広がるので、それを大きな網のように張った多数の地表粒の到来方向を精度よく測定して、粒子の種類の同定を精度よく子検出器 ( 図 6) で捉え、取得したデータは無線 LAN 通信を利行います。スペクトルと粒子の種類の移り変わりより、宇宙線

用してデータセンターに集めます。さらに、３カ所の大気蛍光の遷移を読み取ります。地表粒子検出器は日本チームが中心に

望遠鏡 ( 図 7) を使って、空気シャワー中の粒子が大気中の窒素なって進めています。

分子を励起した時に放射する大気蛍光を観測するのです。
̶̶最高エネルギー宇宙線の観測ができる施設は TA だけなのでしょうか。
◆南米アルゼンチンに、2004 年から米英独を中心に 17 カ国の研究者が関わるピエールオージェ観測所があり、世界最大の3000 平方キロメートルの領域に水タンク地表粒子検出器を展開し、大気蛍光望遠鏡も 4 箇所に 6 台ずつ設置して観測を続けています。TA と同様の観測手法を使ったライバル的な存在ですが、TA が北半球の空から到来する宇宙線を観測するのに対し、ピエールオージェ観測所は南半球からの宇宙線を観測しており、

図 7. 3 カ所に設置されている大気蛍光望遠鏡ステーションの一つ

Features< 高エネルギー宇宙線の観測を巡るこれまでの経緯 >図 8. TALE 宇宙線観測装置の配置

TALE 用大気蛍光望遠鏡を FD station と記した★印で示しました。TALE 用地表粒子検出器を■で示しました。

1912 年

オーストリア生まれの物理学者ヘスが宇宙線を発見

1938 年

フランス生まれの物理学者ピエール・オージェが空気シャワー (EAS)を発見

1966 年

宇宙線のエネルギーに上限 (GZK カットオフ ) が存在することを、3
人の物理学者が同時期に提唱

1976 年

米国ユタ大学のチームが、ユタ州のサイトで、大気蛍光望遠鏡 (FD)
プロトタイプのフライズ・アイ (FE) を稼働

1986 年ICRR を中心に、地表アレイによる最高エネルギー宇宙線観測のため、
明野観測所 ( 山梨県 ) に空気シャワー観測装置 (AGASA) を稼働

1997 年

米国ユタ大学のチームが FE を高性能化した Hires の運用開始

2003 年

テレスコープ・アレイ (TA) の建設開始

2004 年

TA サイトに 18 台の地表粒子検出器 (SD) を試験設置

2004 年

南半球のピエール・オージェ観測所が観測を開始する

2007 年

主な SD の設置完了。３サイトで FD が稼働

2008 年TA で FD と SD のハイブリッド観測開始

2014 年TA がホットスポットの兆候を記者発表

2018 年

TA が 10 周年を迎える

図 9. TALE 望遠鏡で測定したエネルギースペクトル

黒い印が TALE のデータで、斜線部分は系統的な誤差を示します。1016.2 電子ボルトと 1017.0 電子ボルトにスペクトルの折れ曲がりが見られます。

図 6. ユタ州の砂漠に 1.2 キロメートルの間隔で設置された地表粒子検出器

Features

雷と宇宙線との興味深い関係

̶̶将来、TA 実験ではどんなことが期待できるのでしょうか。
◆ホットスポットを確証し、最高エネルギー宇宙線の起源を探̶̶最近、雷と宇宙線との関係についても面白いことがわかったそうですね。
◆そうです。2017 年 [5] と 2018 年 7 月 [6] に論文発表しました。きっかけは、TA の地表粒子検出アレイで取得する空気シャ
ワーの頻度は数百秒に 1 回程度の頻度ですが、稀に、1 ミリ秒(*3) に複数個のトリガー (*4) がかかるというバースト現象を発見したことです。調べていくと雷が観測された時刻 (*5) とほ
ぼ同じ時刻にその現象が起こったことも分かったのです。また、それらの事象の再構成 (*6) に成功し、普通の宇宙線の空気シャ
ワーの性質とは違うこともわかりました。雷が落ちるのと一緒に、電荷を持たない放射線 ( おそらくガンマ線 ) が到来するという現象が知られていましたが、TA で広域にわたって観測し?

ました。これをきっかけに雷の 3 次元観測システム (*8) やその他の雷の観測装置を設置して、観測を強化しています。

宇宙最強加速器の候補はるとともに、近傍の超銀河宇宙との関係を探る研究が一つあります。活動銀河の高エネルギージェットや銀河団の衝突、ガンマ線バーストなどの天体現象との関係がわかるかも知れません。
さらに、銀河と銀河の間に何もない空間、ボイド ( 超空洞 )と呼ばれるものがありますが、ホットスポットも含めて宇宙線の到来場所には濃淡があります。北天の TA と南天のピエール
オージェの実験結果を合わせて、こうした宇宙の全天地図のようなものが最高エネルギー宇宙線の観測で見えてくると期待されます。
発見から 100 年が過ぎた宇宙線には、まだわからないことがたくさんありますが、TA とピエールオージェ実験によって
ようやくいろいろな結果が出て、宇宙線の起源の謎が解かれつつあり、たいへん面白くなってきました。

ジェット ?

ギー
活動銀河の高エネル

銀河団の衝突 ?

ガンマ線バ
ースト ?

Credit: X-ray: NASA/CXC/CfA/ M.Markevitch et al.;Credit: ESO/WFI (visible); MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al.
(microwave); NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al. (X-ray)06

Credits: NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA);

地表検出器の設置風景 (TA 建設当時 )Features【引用された論文】[1] R.U. Abbasi et al. (Telescope Array Collaboration),[6] R.U. Abbasi et al. (Telescope Array Collaboration),

INDICATIONS OF INTERMEDIATE-SCAlE AnisOtROPY

Gamma Ray Showers Observed at Ground Level in

OF COSMIC RAYS WITH ENERGY GREATER THAN 57

Coincidence With Downward Lightning Leaders

EeV IN THE NORTHERN SKY MEASURED WITH THE

Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 123

SURFACE DETECTOR OF THE TELESCOPE ARRAY(2018) 6864-6879

EXPERIMENT,, The Astrophysical Journal Letters,【用語の説明】

790:L21 (5pp), 2014

*1. 電子ボルト : 電位差が 1 ボルトの 2 点間で電子が加速される際に得る運動[2] T. Abu-Zayyad et al. (Telescope Array Collaboration),
The COSMIC-RAY ENERGY SPECTRUM OBSERVED
WITH THE SURFACE DETECTOR OF THE TELESCOPE
ARRAY EXPERIMENT, The Astrophysical Journal

エネルギー*2. 超銀河：複数の銀河団が連なった集団*3. 1 ミリ秒：千分の 1 秒。後で出てくるマイクロ秒は 1 秒の百万分の一*4 トリガー：信号群の簡易情報からデータ収集をするかどうかの判断をし、出す命令*5. この雷の情報は、米国雷探知網 (NLDN) より提供されました

Letters, 768:L1 (5pp), 2013

*6. 再構成：空気シャワーの特徴をパラメータ化して、取得データの時間と信号[3] R.U. Abbasi et al. (Telescope Array Collaboration),の大きさから、元の宇宙線のエネルギーと方向を測定すること*7. 参考文献に出てくる PeV と EeV: PeV: は 10 の 15 乗 (1015) 電子ボルトで、

Depth of Ultra High Energy Cosmic Ray Induced Ari

EeV は 10 の 18 乗 (1018) 電子ボルト

Shower Maxima Measured by the Telescope Array Black*8. Lightning Mapping Array (LMA)。R.J. Thomas et al., "Accuracy ofRock and Long Ridge FADC Fluorescence Detectors
and Surface Array in Hybrid Mode

, The Astrophysicalthe lightning mapping array", Journal of Geophysical Research, 109,
D14207 (2004).

Journal, 858:76 (27pp),2018[4] R.U. Abbasi et al. (Telescope Array Collaboration),
The Cosmic Ray Energy Spectrum between 2 PeV and2 EeV Observed with the TALE Detector in MonocularMode, The Astrophysical Journal, 865:74 (18pp), 2018

[5] R.U. Abbasi et al. (Telescope Array Collaboration),
The bursts of high energy events observed by the

大気蛍光望遠鏡を較正するための光源つきドローン

telescope array surface detector , Physics Letters A 381(2017) 2565-2572

天候モニタ用全天カメラの調整をする大学院生

Reports

2018 年 10 月 26・27 日 東京大学柏キャンパスの一般公開

宇宙線研究所の一般公開に 2000 人近くが来場
東京大学柏キャンパスの一般公開が 10 月 26・27 日の両日開かれ、宇宙線研究所には 2 日間
で 1953 人が訪れました。ご来場をいただき、誠にありがとうごうございました。

うちゅうカフェ・梶田先生の質問コーナー 約 100 人が参加
2 日目に行われたメーンイベント、「うちゅうカフェ」「何でも聞ける梶田先生への質問コーナー」にはおよそ 100 人が詰めかけ、会場は満席となりました。うちゅうカフェでは、牛場崇文特任
助教 ( 前 ICRR フェロー )、馬渡健特任研究員 (ICRR フェロー )、川口恭平助教の三人が登壇し、それぞれ自分の研究について語りました。
牛場さんは「重力波研究と私」と題して講演。学部 1
年の「相対性理論」の授業で重力波に興味を持ったことや、東日本大震災の影響で KAGRA プロジェクトが一
時的にストップするなか、 武者修行

で取り組んだス

トロンチウム格子時計のレーザー光源の研究が、その後質問に答える梶田所長の KAGRA 建設に役立っていると報告。「重力波の観測によって、太陽質量の 60 倍もあるブラックホールの発「何でも聞ける梶田先生への質問コーナー」では、梶田

見や中性子連星の合体など、宇宙の重大な謎を解明する

所長が学生時代からの写真などを示しながら、自らの研兆候が見えつつあります。大変面白い分野なので期待し究生活について振り返りました。指導教官だった小柴昌て見ていてください」と呼びかけました。

俊名誉教授の下、陽子崩壊の観測のため、カミオカンデの建設で苦労した経験、その苦労が報われ、超新星から

馬渡さんは、大学 2 年の時に天文学を初めて志したこの世界初のニュートリノ観測 (1987 年 ) につながり、小とや、大阪産業大学、東京大学と任期付のポスドク生活

柴名誉教授が 2002 年ノーベル物理学賞を受賞することを過ごしていることに触れ、「人生も研究も先が見えなになったこと。さらに、陽子崩壊を観測する上では雑音いから楽しい、と考えるようにしています」と前向きに牛場さんとなるニュートリノを観測しているうちに、μ型ニューコメント。宇宙線研で取り組む観測的宇宙論が、130 億

トリノが予想より少ないことに気づき、それがスーパー年前の銀河がどのように生まれたかを探索していること

カミオカンデでのニュートリノ振動の発見 ( 梶田所長らにも触れ、「いまだにわからないことだらけなのが天文が 2015 年ノーベル物理学賞を受賞した成果 ) につながっ学。これまで見えなかったものが見えたらハッピーといたことにも触れ、「私たちは若いころから研究を楽しんでうスタンスで研究しています」と語り、望遠鏡の限界をきました」と結びました。

パソコン上の解析で乗り越えた成果の一つを紹介しまし梶田所長「若いころから研究を楽しんできた」

た。

川口さんは、京都、奈良で鹿と戯れてのどかに育ち、馬渡さん

工事のようなことばかり。どれだけの体力が必要なので京都大で博士号を取得した後に、「じゃがいもとビール

すか」「研究は『辛い』『楽しい』とどちらの方が多かっが主食」というドイツに渡り、マックスプランク研究所

たでしょうか」「なぜ研究を諦めずに続けて来れたのです

で重力波について研究していたことを紹介。LIGO が観か」など多くの質問が出され、梶田所長が一つ一つ丁寧

測した中性子連星の合体から出てくる重力波を、一般相に回答しました。

対論的効果を近似なしでシミュレーションした結果も示

また、小学生から出された「ニュートリノはどれくらいし、「重力波が当たり前のように観測される時代がもう軽いんですか」「ニュートリノが何でも通り抜けやすいとそこまで来ています。全く予想しないものが見つかる可いうのはなぜですか」という質問には、小学生にもわか能性もあり、世界の仕組みに迫れるし、何よりも面白いです」と語りました。

08

質疑応答では「研究というけれど、写真を見ると土木る言葉を選びながら、語りかけるように説明する場面も川口さんありました。

Reports

うちゅうラボ「霧箱で宇宙線を見る」「重力波望遠鏡を作ろう」に興奮 !

バーチャル・リアリティ (VR)
体験コーナーも大人気“ うちゅうラボ① 「霧箱で見る宇宙からのメッセージ」には連日、多くの子どもたちが訪れました。宇宙線についての説明をした大学院生の「せっかく宇宙線研究所に来たんだから、ぜひ宇宙線を見つけていってください」という呼びかけに、霧箱の中を懐中電灯で照らし、宇宙線やランタンの芯からの放射線を熱心に探索。見つけると、「い
ま見えたよ」「すごい」などの歓声があがりました。

前年に引き続き、設置された VR 体
験コーナーには、神岡鉱山 ( スーパー
カミオカンデ、KAGRA、XMASS) 以
外にも、スーパーカミオカンデのタン
ク内の写真と、チェレンコフガンマ線
望遠鏡 (CTA) 南半球サイトの CG 映

初日だけ行われた “ うちゅうラボ② 「重力波望遠鏡を作ろう」には、大学見学で訪れた高校生らがグループを作って参加。計 10 グループほどが重力波望遠鏡のキットを机上で組み上げ、大学院生らの助けを借りて、二つの経路を通った光が干渉するように調整。スマホの音楽で鏡を振動させ、検出器につないだスピーカーから音を出すのに成像が加わり、盛りだくさんの内容に。
午前 10 時から配布を始めた整理券はすぐになくなり、座席は常に参加者で埋まっていました。

功すると「完成したね」「やったー」などと満足そうにうなずいていました。

1 階 テ ン ト 内 の パ ズ ル・ ペ ーパークラフトにも大勢の人たち
1 階テント内に設けられたパズルコーナーには
300 ピースに加え、500 ピースコーナーも登場し、訪れた人たちがパズルに挑戦。一人では完成できな
かった 500 ピースも、前の人が組み上げたところか
ら継続して取り組み、1 日目夕方にはとうとう一つが完成。NPO 団体による宇宙線研グッズの販売コーナーにも多くの人たちが訪れていました。

うちゅうの展示コーナー
研究者が立ち、丁寧に説明

研究所のプロジェクトについて、パネルや模型などで説明するうちゅうの展示コーナー (6 階 ) では、研究者たちが交代でパネル前に立ち、訪れた参加者にプロジェクトについて説明。展示に興味をそそられて立ち寄り、熱心に聞き入る家族連れの姿も見ら
れました。

09

Reports
2018 年 10 月 10 日

スペイン・カナリア諸島のラ・パルマ島でチェレンコフ・テレスコープ・アレイ（CTA）
大口径望遠鏡 1 号基 完成記念式典を開催、試験運転を開始
超高エネルギーのガンマ線天体を観測する次世代望遠鏡であ宇宙の姿を見ることができるように計画されています。これにるチェレンコフ・テレスコープ・アレイ（CTA）大口径望遠鏡

より、1000 個を超える超高エネルギーガンマ線天体が新たに

1 号基が、スペイン・カナリア諸島ラ・パルマ島の CTA 北サイ

発見され、宇宙線の起源と生成機構の解明や、ブラックホール、トに完成し、2018 年 10 月 10 日午後 ( 日本時間の 10 日夜 ) に、

さらに中性子星近くの物理現象の解明などに役立つことが期待

日本を含む各国の関係者 200 人以上が出席して完成記念式典がされます。

開かれ、式典終了後、試験運転が開始されました。CTA 計画は使われる望遠鏡は、観測可能なエネルギー領域が異なる大口

国際共同研究プロジェクトであり、ガンマ線天文学を飛躍的に

径 ( 直径 23m)、中口径（同 12m）
、小口径 ( 同 4m) の三種類で、推し進め、高エネルギー宇宙物理学の世界に革命をもたらすだ

スペインのカナリア諸島ラ・パルマ島に北半球サイト、チリのけでなく、天文学や素粒子物理学の幅広い分野にも大きな貢献

パラナルに南半球サイトを整備し、大口径 8 基、中口径 40 基、ができると見込まれています。

小口径 70 基の計 118 基を建設する計画です。世界 31 カ国か完成記念式典に関係国から 200 人以上が出席

ら 1,400 名を超える研究者が参加しており、日本でも 2009 年

CTA が捉えようとしているのは、宇宙からのガンマ線が大気

院大学、茨城大学、大阪大学、北里大学、京都大学、近畿大学、中で起こす空気シャワーによるチェレンコフ光です。従来の観熊本大学、高エネルギー加速器研究機構、甲南大学、埼玉大学、

測装置では、宇宙の誕生から 66 億年後の宇宙しか観測できま

東海大学、東北大学、徳島大学、名古屋大学、広島大学、宮崎大学、せんでしたが、感度を 10 倍に向上させ、観測可能なエネルギー

山形大学、山梨学院大学、理化学研究所、立教大学、早稲田大

領域を 20 GeV-300 TeV に拡大。宇宙誕生後 16 億年の若い学の研究者や大学院生 127 名が参加しています。

10に CTA-Japan コンソーシアムが結成され、東京大学、青山学

Reports

世界 31 カ国から 1400 人以上が参加、CTA-Japan に 22 機関・127 名が参加
大口径 1 号基は CTA 計画で実用化される最初の望遠鏡で、日手嶋教授は「我々は MAGIC, HESS, VERITAS から多くのことを本、ドイツ、スペイン、イタリア、フランスの国際共同研究で学び、さらに改良を加えることにより、この大口径望遠鏡を開発、設計・建設が行われてきました。建設は 2015 年 10 月から始ま建設してきました。これらの改良により、我々は現在の望遠鏡とり、2017 年 1 月にコンクリート製の土台が完成。支柱や巨大な比べて一桁高い感度を達成しようとしています。本日我々は 1 号

皿状の構造、カメラを設置するためのアームなどが相次いで設置基の完成を祝っていますが、さらに 3 台の望遠鏡を 3 年で建設しされ、2018 年 2 月にほぼ完成しました。さらに、8 月までの間なければなりません。引き続き、皆様の力強いサポートの協力、に 198 枚の分割鏡が取り付けられ、9 月下旬に鏡に反射したチェ

努力をお願いいたします」と話しました。

レンコフ光を捉える高性能カメラも設置され、試験運転の準備が着々と進められてきました。

羽田理事・副学長、梶田所長、手嶋教授が挨拶

記念式典は現地時間の 10 日午後、関係者 200 人以上が参加

梶田所長は「多くの日本の研究者、技術者、学生らが国際共同し、カナリー宇宙物理学研究所 (IAC) のロケ・デ・ロス・ムー

研究の現場で重要な役割を果たし、大口径望遠鏡の建設を進めてチャチョス天文台内の CTA 北サイトで行われ、東京大学宇宙線

いるのを目の当たりにして、大変嬉しく思います。ここ数年、マ研究所の梶田隆章所長、CTA 大口径望遠鏡研究責任者の手嶋政

ルチメッセンジャー天文学が提唱されており、CTA も間違いなく、

廣教授、東京大学の羽田正理事・副学長のほか、ラ・パルマ島の

ニュートリノ、重力波、宇宙線の観測とともにその重要な一角をAnselmo Pestana 大統領、スペイン政府の Pedro Duque 科学担うことになるだろうと確信しています。それが宇宙の神秘を解大臣らが挨拶を行いました。

き明かすことにつながるのです」とコメントしました。
羽田理事・副学長は「ドイツ、スペイン、日本など多くの国がそれぞれに貢献し、このような美しい望遠鏡を完成させることができたことは大変すばらしいことです。その中で、日本の研究者や学生たちが国際的な舞台で重要な役割を果たしているのを見て、嬉しく思っています。スペインと日本は今年 11 月、外交関係樹立
150 周年を迎えますが、経済だけではなく学術でも交流が進んでいることは大変喜ばしいことです。残る 3 基の大口径望遠鏡の建設も順調に進み、素晴らしい歴史的な発見が実現することを強く

梶田所長ら喜ぶ関係者たち( 名古屋大・奥村暁さん提供 )願っています」とコメントしました。
羽田理事・副学長

手嶋教授

梶田所長

日本とドイツの 6 企業に感謝状 完成記念祝賀会
同日夕方には、ラ・パルマ市内のホテルで、CTA 大口径望遠鏡完成記念祝賀会が開かれ、CTA の設計・建設にご尽力をいただいた日・
独の六つの企業に、梶田所長から感謝状が贈られました。感謝状を受けたのは、富士通、浜松ホトニクス、日立システム、三光精衡所、ジーテック (G-Tech) とドイツ企業の MERO TSK です。
データ解析用のコンピュータシステムを担当する富士通は山本正已・取締役会長が出席し、「CTA では高地などの過酷な環境に耐える高い性能を求められていますが、当社はすばるやアルマの望遠鏡、宇宙線研究所ともスーパーカミオカンデのシステムなどで豊富な経験を有しています。CTA の今後のさらなる展開に、ぜひ協力させて頂きたいと思います」と話しました。

11

Topics

見の歴史や、宇宙線を観察できる霧箱の発せられる特殊な光を統計的に捉えるこ説明をしたあと、全員が一つずつ霧箱のとで明らかにする取り組みを紹介。今後

ICRR × Kavli IPMU 合同一般講演会「粒子、宇宙現象または数学世界」

キットを組み立てました。箱の内側に張さらに形成初期の銀河や銀河間ガスの様り付けたスポンジにアルコールを浸して子を観測することで、銀河形成・進化を東京大学宇宙線研究所 (ICRR) とカブ

フタを閉じ、ドライアイスで冷やし、懐探るうえで非常に重要な情報が得られる

リ数物連携宇宙研究機構 (Kavli IPMU)

中電灯で横から照らしながら内部を観察可能性があるとしました。

2018 年 11 月 11 日の第 19 回合同一般講演会が 11 月 11日、本郷キャンパスの安田講堂で開かれ、約 280 人が参加しました。講演会には、ICRR からテレスコープ・アレイ (TA)
プロジェクトを担当する﨏隆志准教授が「『ハドロン反応』でつながる加速器実験と高エネルギー宇宙」と題して講演。宇
宙線が起こす空気シャワーを正しく理解するため、LHC 加速器で起きるハドロン反応から学んできたことや、その到来

すると、時々、白く細い線が走るのが観察され、「いま何か見えた !」「すごい !」「宇
宙線だよ」など興奮した声があがりました。次に霧箱の中にランタンの芯を入れてもらうと、芯に含まれるトリウムからアルファ線が四方に放出される様子が観察され、「すごくたくさん出てる !」「こ
れは宇宙線じゃないの ?」などの感想や疑問が次々に出されていました。

鹿熊さんは、「私が今こうして生きている宇宙はどのように進化してきたのだろうか知りたい、という一心で研究しています。今回いただいた賞を糧に今後も精進していきたいです」と話しました。

鹿熊さん

2018 年 10 月 1 日

方向から宇宙線の起源に迫る観測が、最スーパーカミオカンデ
ジグソーパズル第二弾の発売

高エネルギー宇宙線、ガンマ線天文学、
ニュートリノ天文学の分野で進んでいる

東京大学宇宙線研究所は、若手研究者

現状について報告しました。また、「数の雇用や研究環境の整備などに向けた支

理物理としての超弦理論」と題して講演援を得るため、スーパーカミオカンデのした Kavli IPMU の吉田豊特任助教と対ジグソーパズル第二弾 (500 ピース ) を、談し、会場からの質問に答えました。

10 月 1 日から発売しました。
2018 年 6 月 1 日に始まったスーパー2018 年 7 月下旬

鹿熊亮太さん ( 修士 1 年 )2018 年度「天文・天体物理若手夏の学校」でオーラルアワードを受賞
ICRR 観測的宇宙論グループ ( 大内正己准教授 ) に所属する鹿熊亮太さん ( 修
対談する﨏准教授
2018 年 10 月 20 日

松戸市の " 科学と芸術の丘 2018" で霧箱ワークショップを開催

士 1 年 ) が 7 月下旬、天文・天体物理
若手の会が主催する夏の学校で、優れた口頭発表をした若手の大学院生に贈られる銀河・銀河団分科会のオーラルアワー
ド (1 位 ) を受賞しました。

カミオカンデの大改修の最中に撮影した写真を原画としており、タンク内の水位が半分程度になり、ゴムボートに乗って、周囲の光電子増倍管などを点検する中畑雅行・神岡宇宙素粒子研究施設長が写っています。販売価格は税込み 2,000 円。
300 ピースと同様、東京大学の生協 ( 本郷、柏 ) のほか、東急ハンズ名古屋店 ( 通
信販売も対応 )、飛騨市スカイドーム神岡、名古屋市科学館、富山市科学館、日本科学未来館に販売を委託しています。

東京大学宇宙線研究所は 10 月 20 日、光の速さが有限であることから、遠く

松戸市主催の「科学と芸術の丘 2018」の宇宙を観測することで、宇宙の進化のの会場となった松戸市観光協会 ( 松戸市

歴史を見ることができます。しかし、現

本町 ) で、霧箱実験のワークショップを

在の望遠鏡では、遠方宇宙に広がる暗開催しました。科学と芸術の丘 2018 は、多くの皆様のご要望に応え、ジグソー

い銀河やガスからなる構造を捉えるこ

自然や科学の世界を芸術・アートとしてパズル第一弾 (300 ピース ) についても、とは難しく、次世代の宇宙望遠鏡か、さ表現するフェスティバルで、20 日から追加発注することを決め、12 月初めよらに大口径の望遠鏡が必要とされてき2 日間、松戸市の国の重要文化財「戸定り店頭に並ぶことになりました。販売価ました。鹿熊さんらの研究グループは、邸」を主会場に今年初めて開催されたも格および販売店は以前と同様です。ぜひ

すばる望遠鏡の超広視野主焦点カメラのです。

セットでお楽しみください。

(HSC) の観測で得られた、非常に大き霧箱実験のワークショップは 20 日午な画像データと統計的な手法とを組み合

前 11 時半と 14 時の 2 回、松戸市観光

わせ、遠方宇宙に広がる暗い銀河やガス協会 2 階の多目的スペースを利用してからなる構造を捉える研究にチャレンジ

開催し、計 31 組の家族連れなどが参加。

しています。鹿熊さんは夏の学校で、お講師として招かれた宇宙線研究所学術支

よそ 130 億年前の非常に暗く小さな銀

援専門職員の大林由尚さんが、宇宙線発河や銀河ガスの広がりを、水素原子から

12

ジグソーパズル第一弾 (300 ピース )追加出荷で 12 月から店頭へ

Information

人事異動
発令日

氏名

ICRR Seminar
異動内容

職2018.7.24

2018.6.30

梁炳守

受入終了 協力研究員

2018.6.30

原弥生

任期満了 事務補佐員

Dr. Manel Martínez (IFAE-BIST, Visiting Prof. of ICRR)
On Bounds on a Possible Energy Dependence of the Speed of Light in
Vacuum2018.7.1

BALLMER, Stefan Werner

任期満了 特任准教授（外国人客員）2018.7.27

2018.7.1

TROZZO, Lucia

採用

特任研究員（ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄ研究員）

2018.7.1

佐藤 悠

転出

一般職員

Dr. Kyohei Kawaguchi (ICRR)
Modelling Gravitational Waveforms and Electromagnetic Signals from
Neutron Star Binary Mergers

2018.7.1

高道 諒

転入

一般職員

2018.10.3

2018.7.1

中島 一美

契約開始 派遣職員

2018.7.3

MARTINEZ,Rodriguez Manuel 採用

特任教授（外国人客員）

Dr. Susumu Inoue (RIKEN)The Dawning of Electroweak Astronomy: Interpreting
Electromagnetic+neutrino Observations of Blazars

2018.7.16

PENA ARELLANO,
Fabian Erasmo

採用

特任研究員（ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄ研究員）

2018.11.2

2018.7.18

酒井 直

受入終了 短期共同研究協力員

2018.7.31

福田 大展

退職

特任専門職員Dr. Jonathan R. Gair (The University of Edinburgh)
Gravitational-wave standard siren measurements of the Hubble
constant

2018.7.31

清水 かつ子退職

用務補佐員

2018.11.8

2018.8.1

中村 牧生

採用

特任専門職員2018.8.31

MARTINEZ,Rodriguez Manuel 任期満了 特任教授（外国人客員）

Dr. Kenny C. Y. Ng (Weizmann Institute of Science)
The Surprising Solar Gamma-ray Emission from Cosmic-Ray
Interactions

2018.8.31

ボロンス

退職

一般職員

2018.9.1

McCAULEY, Neil Kevin

採用

特任准教授（外国人客員）2018.9.1

押野 翔一

採用

特任研究員（ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄ研究員）

2018.9.1

吉村 三治

採用

技能補佐員

2018.9.1

平賀 琢也

採用

一般職員

2018.9.15

HADASCH, Daniela

任期満了 特任研究員（研究所研究員）

2018.9.16

高橋 光成

採用

特任研究員（ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄ研究員）

2018.9.16

HADASCH, Daniela

受入

協力研究員

2018.9.30

小林 雅俊

受入終了 学振特別研究員 (PD)2018.9.30

中村 佳昭

受入終了 協力研究員

2018.10.1

西田 宏美

採用

事務補佐員

2018.10.12 藤村 裕子

退職

事務補佐員

2018.10.31 McCAULEY, Neil Kevin

任期満了 特任准教授（外国人客員）2018.10.31 MAZIN, Daniel

退職2018.10.31 HADASCH, Daniela

受入終了 協力研究員

2018.10.31 千田 藍

退職2018.11.1

田越 秀行

昇任

教授

2018.11.1

MAZIN, Daniel

採用

特任准教授

2018.11.1

HADASCH, Daniela

採用

特任助教

2018.11.1

McCAULEY, Neil Kevin

受入開始 協力研究員

由香梨

助教

事務補佐員

（2018.6.2 〜 2018.11.1）

ICRR NEWS No.103 2018 AUTUMN

編集・発行：東京大学宇宙線研究所広報室
住所〒277-8582

千葉県柏市柏の葉 5-1-5

TEL

04-7136-3102（代表）URL

www.icrr.u-tokyo.ac.jp

E-mailicrr-pr@icrr.u-tokyo.ac.jp

13Institute for Cosmic Ray Research

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編集・発行：2018 年 11 月 21 日 東京大学宇宙線研究所広報室