Langmuir Laboratoryで雷雲ガンマ線観測

トビタテ!留学JAPAN

7月下旬からアメリカのLangmuir Laboratory(標高3,240m)に2週間ほど滞在して、雷ガンマ線観測に挑戦します

概要

最近の研究で雷雲の中で電子が高いエネルギーまで加速され、大気分子と衝突することでガンマ線が放出されていることが分かってきました。京都大学の雷雲プロジェクトでは、金沢を中心にコガモ検出器というガンマ線検出器を市民宅に設置して、このガンマ線観測を行っています。私もこのコガモ検出器を使った探究活動をこれまで行ってきました。

雷雲ガンマ線発生の機構(https://thdr.info/about/)

より、雷に近い場所としてアメリカのニューメキシコ州にあるLangmuir Laboratoryにガンマ線検出器の設置・観測を行う計画がトビタテ!留学JAPANに採択されました。このコガモ検出器や自作のCsIシンチレーター検出器を複数設置して、2週間の観測を2024年7-8月に行います。現地の雷放電経路モニタLMA(Lightning Mapping Array)と組み合わせて、雲、雷とガンマ線の発生個所を関連付けていきます。

この観測に向けてコガモ検出器の準備やや自作のCsIシンチレーター検出器の開発を行ってきました。オリジナルの検出器は20 cmの長いCsIシンチレーターの両端をSiPMで読み出し、それをx,y,z軸に配置します。この6つのSiPMの出力レート比率から、ガンマ線の到来方向の推定に挑戦します。同時にコガモ検出器を1つ、Radiacodeを3つ配置してガンマ線の到来方向推定の補足データとして用います。

データの公開

コガモ検出器のデータはこちらで一般公開しています。Langmuir Laboratoryでの雷放電はLightning Mapping Array(LMA)というVHF帯狭帯域センサのアレイによって観測され、こちらで一般公開されています。また、今回設置したコガモ検出器のデータはこちらで一般公開しています(要アカウント)。

進捗