テレスコープアレイ実験の特徴

1. プラスチックシンチレータを地表粒子検出器として用いていること、
2. HiResの観測装置をTAの3箇所の大気蛍光望遠鏡ステーションの内の１ステーションに移設したこと、
3. 電子加速器(TA-LINAC)をTAサイトに設置して、加速器からの全エネルギーが分かった電子ビームを用いて空気シャワーを発生させて、大気蛍光望遠鏡のEnd-to-Endの絶対較正を行うこと。

1. TA実験では、地表粒子検出器として、プラスチックシンチレータを 使用しており、Augerは水タンクを使用しています。 プラスチックシンチレータは空気シャワーのエネルギーの約90%を占める電磁成分にsensitiveであり、宇宙線のエネルギーを決定する上で、ハドロン相互作用モデルや宇宙線の化学組成の違いの影響が小さいと予想されます。 これに対して、Augerで使用している水タンクでは、エネルギーを決定する上で、ハドロン相互作用モデルや化学組成の違いの影響が大きく、それ自身でエネルギーを決定することができません。 したがって、Augerでは大気蛍光望遠鏡でエネルギースケールを決めており、原理的にAGASAとHiResの違いという重要な問題点を解決することができないと予想されます。 TAの地表粒子検出器は2007年12月の段階で503台TAサイトに設置されて、2008年3月にはほぼ全稼働してデータ収集が行われている。
2. 最高エネルギー宇宙線のエネルギースペクトルの問題は、AGASAとHiResとの結果の違いを発端としています。 HiResの望遠鏡システムを、配置とトリガー部分を変えた程度でほとんどそのまま使用するということで、TAの北側の1ステーションに移設しました。 このことにより、TAサイトでTAの望遠鏡を用いて、HiResの望遠鏡をチェックすることができます。TAの3つの望遠鏡ステーションは2007年11月には全稼働してデータ収集が行われています。
3. 宇宙線の空気シャワーの観測に置いては、これまで望遠鏡の感度較正の基本は、光電子増倍管（PMT)の量子効率や 大気の発光効率など関連する要素を絶対値で測定して積み上げることでした。このような方式で全ての パラメータを測定して管理するのは困難な仕事であり、見過ごしや不注意な誤りで全体の較正が狂ってしまう 可能性があります。このような危険を避けるために、望遠鏡装置全体の感度を一括して構成できる標準光源 がぜひとも実験現場で必要です。そこで
   • ビーム粒子：電子
   • エネルギー：10、20、30、40MeV　（可変）
   • パルス幅：１μ秒
   • ピーク電流値：0.16mＡ　（10⁹電子（=160pC）/pulse）
   • 加速高周波：Sバンド（2856MHｚ）
   • パルス頻度：１Hz
   • 望遠鏡ステーションからの距離：100m（100m先の40MeVｘ10⁹電子は10km先の1020eVのシャワーに相当）
   の仕様をもつ小型電子加速器からのビームを使った望遠鏡の較正に注目しました。 これまで、どの実験でもできなかった観測現場でのEnd-to-endのエネルギーの絶対較正が、 茨城県つくば市にある高エネルギー加速器研究機構（KEK)の技術を応用し、資源の活用をすることによって、 TA実験において初めて実現できる予定です。 2007年末まで電子加速器の設計・組立を行い、2008年初めより、加速器全体としてのビーム試験を行いました。 2009年3月には日本から米国へ向けて輸出し、2010年の夏以降にはTAサイトで加速器を稼働させ、2011年9月に電子ビームを射出し、大気蛍光望遠鏡による撮像に成功しました。今後大気蛍光望遠鏡の較正作業を行う予定です。

TAの写真および図

TAの地表粒子検出器および大気蛍光望遠鏡

TAの全体配置図。黒い四角は地表粒子検出器を、緑の四角は大気蛍光望遠鏡ステーションを示す。	フィールドに設置した地表粒子検出器。面積3m2のプラスチックシンチレータを使用している。	大気蛍光望遠鏡ステーション。球面反射鏡を使った望遠鏡を12台設置している。

電子加速器(TA-LINAC)関連

TA-LINACからの電子ビームの射出のGeantシミュレーション。	TA-LINACのデザインとビーム射出の最初の結果。