Fraser Bradfield 日本物理学会2024年3月18日

1. FASTミニアレイ建設に
向けた進捗報告
⼤阪公⽴⼤学
Fraser Bradfield（sw22383p@st.omu.ac.jp)
FAST実験17：
藤井俊博, 長澤広武, 難波宏樹, 櫻井駿介, 武多昭道,
寺内健太, J. Albury, J. Bellido, L. Chytka, J. Farmer, P. Hamal, P. Horvath,
M. Hrabovsky, V. Jilek, J. Kmec, J. Kvita, M. Malacari, D. Mandat, M.
Mastrodicasa, J. Matthews, S. Michal, M. Niechciol, L. Nozka, M.
Palatka, M. Pech, P. Privitera, F. Salamida, P. Schovanek, R. Smida, Z.
Svozilikova, S. Thomas, P. Travnicek, M. Vacula
⽇本物理学会2024年3⽉18⽇
１

2. Fluorescence detector Array of
Single-pixel Telescopes
12台⼤気蛍光望遠/
ステーション
観測⽬標
(1019.5eV以上でトリガー効率100％)
⽬的：
• 同じ検出器で両半球にて
最⾼エネルギー宇宙線の観測
• 有効⾯積150,000km2が⽬標
デザイン：簡素・安価・設置しやすい
⼤気蛍光望遠鏡を開発している
1.6 m
4 20 cm PMTs
30°x30°
Segmented
mirror
UV filter
２
これまでに試作機として
FAST＠TA 3台
FAST@Auger 2台
を設置

3. Pierre Auger Observatory (Auger)に6台
FASTの試作望遠鏡を三⾓形状に設置する
FASTミニアレイ: 概要
設置済
2台
改善点:
2025年に2台
2026年に2台
空気シャワーをStereo Observationする
３
この発表
• FASTミニアレイ→設置予定
• FAST→信号探索アルゴリズム
• FAST@TA→データ解析
鏡
• ９Segment→４Segment
• 作り⽅を簡素化した
筐体
• 体積は現在の筐体4分の1
• 維持・輸送しやすくなった
カメラ
• PMTデザインの変更
• 新型エレキの開発

4. • 望遠鏡の間隔を変えて、1年で検出するイベントの推定
• できるだけ多いStereoイベントを検出するため、最初に
現在の稼働中望遠鏡の近くに設置する予定
FASTミニアレイ: 設置予定
11 km
2025
16 km
2026
Auger possible location
４

5. • 加重移動平均で波形をSmoothする
• 以下の⽐を計算する
（noiseはbinの前の短期間）
• Max ratio≳２だと信号がある
• 実データ解析で信号探索結果
• FAST＠Auger→197イベント
(3イベントはE＞1019eV)
• FAST@TA→438イベント
(10イベントはE＞1019eV)
統計的に解析できるほどのイベント数
FAST: 信号探索アルゴリズム
Time bin
Time bin
ADC
counts
ADC
counts
５

6. • 観測時期：2018/03/19 ‒ 2023/02/25
• TAとFASTに同時観測されたイベント
• 期待される分布はFAST検出器のMC
シミュレーション
• MCトリガー条件は2本以上のPMTが
SNR>6を持つ
• データはTAの再構成結果
• MC分布はデータ分布の⾯積に合わせる
ようにRescaledされた
FAST＠TA:
データと期待される分布⽐較
Data
Monte Carlo (MC)
６

7. FAST＠TA:
データと期待分布⽐較
おおむね⼀致
FASTのMCはデータ
を再現出来ていそう
７

8. FAST＠TA: 再構成の結果
FAST Preliminary
TA
FAST
全てのパラメータを再構成した時のエネルギーとXmaxの結果
（Top-down再構成、TAパラメータが初期値）
Elongation rate
Quality Cuts
∆" < 5°
∆#＜10°
One-to-one line
８

9. ９
• FASTは最⾼エネルギー宇宙線の観
測を⽬指してて、FASTミニアレイ
で2025年にStereo Observationを
始める予定
• FAST＠TAで、新しい信号探索
アルゴリズムで合計400イベント
以上を⾒つけた
• FASTのMCはデータを再現出来
ていそう
• Top-down再構成の結果で
Elongation rateを求めた
まとめと今後
• XY scannerで現地のPMT較正を測定開始