ブドウ-3

GRAPES-3実験
GRAPES-3 エアシャワーアレイ
位置	ウーティ、インド
参加者	タタ基礎研究所、大阪市立大学、名古屋女子大学。
間隔	1955年 –
Webサイト	www.tifr.res.in/grapes3/

インドのウーティにあるGRAPES-3実験（ガンマ線天文学PeVエネルギーフェーズ3） は、インドのタタ基礎研究所と日本の大阪市立大学の共同研究として始まり、現在は日本の名古屋女子大学も参加しています。

GRAPES-3 は、空気シャワー検出器のアレイと大面積ミューオン検出器を使用して宇宙線を研究するように設計されています。次の 4 つの天体物理学的設定で宇宙線の加速を調査することを目的としています。これには、(i)ミューオンを介して大気電場で約 100 MeV まで、(ii) ミューオンを介して太陽系で約 10 GeV まで、(iii)銀河系で約 1 PeV まで、(iv) 拡散ガンマ線フラックスの測定を介して近傍宇宙で約 100 EeV まで粒子を加速することが含まれます。

GRAPES-3 は、北緯 11.4 度、東経 76.7 度、海抜 2200 メートルに位置しています^。観測^は2000年に217 個のプラスチックシンチレータと 560 m ^{2 の面積のミューオン検出器で開始されました。シンチレータは、大気中の高エネルギー宇宙線の相互作用によって生成される広範囲の空気シャワーに含まれる}荷電粒子を検出します。現在、アレイは 25,000 m ²の面積に広がる約 400 個のシンチレータで動作しています。ミューオン検出器のエネルギー閾値は 1 GeV です。

研究

1. 銀河系内外における10 ¹⁴ eVを超える宇宙線の起源、加速、伝播。
2. 宇宙線のエネルギースペクトルにおける「Knee」の存在。
3. 宇宙における最高エネルギー（約 10 ²⁰ eV）宇宙線の生成および/または加速。
4. 中性子星やその他のコンパクト天体からのマルチTeVガンマ線の天文学。
5. 太陽は地球に最も近い天体であり、高エネルギー粒子の加速器であり、地球への影響を及ぼします。

最初の宇宙線実験は、1955年にBVスリーカンタンが霧箱を設置して開始し、ウーティの宇宙線研究所（CRL）での研究の始まりを告げました。^[要出典]次の10年間、この研究所では高エネルギー相互作用と大規模な空気シャワーの研究を含むさまざまな実験が行われました。世界最大のマルチプレート霧箱がここで空気シャワーアレイの一部として運用され^{[要出典] 、高エネルギー核相互作用と大規模な空気シャワーの核に関する重要な結果[どの？ ]が得られました。空気}チェレンコフカウンタ、マルチプレート霧箱、全吸収分光計で構成される3つのセットアップが70年代初頭に運用され、10〜40 GeVのエネルギー範囲での陽子とパイ中間子の核との相互作用の特性の違いを研究しました。^[要出典]これにより、空気シャワーの核活性成分の時間構造研究が可能になり、核子-反核子生成断面積がエネルギーとともに大幅に増加するという発見につながりました。^[要出典]

CRL での宇宙線研究の継続として、GRAPES-1 実験はさまざまな段階で GRAPES-2 にアップグレードされました。しかし、さらなる拡張における技術的および管理上の問題のため、GRAPES-3 と呼ばれる新しい実験が、古いサイトから 8 km 離れた RAC ^{[明確化が必要]}サイトに設置されました。GRAPES-3 実験は現在、宇宙線シャワーの粒子の密度と到着時間を記録するため、8 メートル間隔で約 400 個 (各 1 m ^{2 ) のプラスチック シンチレータ検出器を使用して連続的に動作しています。 [引用が必要]}現在、GRAPES-3 アレイは世界最高の密度の従来の EAS アレイであり^{[引用が必要]}、また、この実験は 560 m ²の巨大な領域追跡ミューオン検出器と関連しており、世界最大の領域追跡検出器でもあります。^{[引用が必要]}

最近、GRAPES-3 実験からさまざまなトピックに関するいくつかの結果が得られました。そのうちのいくつかを以下に示します。

• 50 TeV - 1 PeVのエネルギーにおける一次組成の測定は直接測定と重複している^[要出典]
• フォルブッシュ減少事象の精密測定、その振幅の剛性依存性を含む^[要出典]
• 多重剛性ミューオンデータを用いたコロナ質量放出（CME）の衝撃波シース領域における乱流磁場の測定^[要出典]
• 太陽の日周異方性と高調波の剛性依存性を含む精密測定^[要出典]
• スウィンソン流の探査による太陽系内の宇宙線の密度勾配の精密測定^[要出典]
• 太陽風速度の変化と宇宙線強度の反相関の精密測定^[要出典]
• 雷雲の電位、大きさ、高さの測定。既存の記録を破った。^[1]

• Hariharan, B.; et al. (2019). 「GRAPES-3実験によるミューオンイメージングによる雷雲の電気的特性の測定」. Physical Review Letters . 122 (10): 105101. arXiv : 1903.09801 . Bibcode :2019PhRvL.122j5101H. doi :10.1103/PhysRevLett.122.105101. PMID  30932668. S2CID  85500186.
• Mohanty, PK; et al. (2016). 「宇宙線バーストによって探査された地球の磁気シールドの一時的な弱体化」。Physical Review Letters。117 ( 17): 171101。Bibcode : 2016PhRvL.117q1101M。doi : 10.1103 /PhysRevLett.117.171101。PMID 27824449  。
• 「インドはリサイクルされたパイプを使って猛烈な太陽嵐を検知する」— BBC ニュース記事、2017 年 3 月 1 日

• ホームページ
• ブドウ-3