空気シャワー観測装置
超高エネルギー宇宙線やガンマ線が地球大気に突入すると、大気中の窒素や酸素の原子核と衝突し、 新たな粒子を生成します。その粒子もまた窒素や酸素の原子核と衝突し、別の新たな粒子を生成します。 このように連鎖的に生成された莫大な数の粒子は面状となり地表に降り注ぎます。これが空気シャワーです。 空気シャワー中の粒子を測定する検出器を地表に多数設置することで、 測定された粒子密度分布と到来時間分布から空気シャワーの元となった宇宙線・ガンマ線のエネルギーと 到来方向を知ることができます。空気シャワーが大きく発達する気圧を持つ南米ボリビアの チャカルタヤ山中腹 (標高4,740 m) に401台の地表粒子検出器を83,000 m2の範囲に設置した ALPACA空気シャワー観測装置によって、超高エネルギー宇宙線・ガンマ線を連続的に観測する予定です。
ALPACA実験の観測装置配置予定図。小さい正方形が空気シャワー観測装置の1 m2 地表粒子検出器を表す。全部で401台設置する予定。
空気シャワー観測装置のイメージ。写真は標高4,300 mのチベット高原に設置された Tibet ASγグループの空気シャワー観測装置。
Image Credit: Institute for Cosmic Ray Research, University of Tokyo
