所報 105

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－　　－39First Detection of Photons with Energy Beyond 100 TeV from an Astrophysical SourceM. Amenomori, Y.W. Bao, X.J. Bi, D. Chen, T.L. Chen, W.Y. Chen, Xu Chen, Y. Chen, Cirennima, S.W. Cui, Danzengluobu, L.K. Ding, J.H. Fang, K. Fang, C.F. Feng, Zhaoyang Feng, Z.Y. Feng, Qi Gao, Q.B. Gou, Y.Q. Guo, H.H. He, Z.T. He, K. Hibino, N. Hotta, Haibing Hu, H.B. Hu, J. Huang, H.Y. Jia, L. Jiang, H.B. Jin, F. Kajino, K. Kasahara, Y. Katayose, C. Kato, S. Kato, K. Kawata, M. Kozai, Labaciren, G.M. Le, A.F. Li, H.J. Li, W.J. Li, Y.H. Lin, B. Liu, C. Liu, J.S. Liu, M.Y. Liu, Y.-Q. Lou, H. Lu, X.R. Meng, H. Mitsui, K. Munakata, Y. Nakamura, H. Nanjo, M. Nishizawa, M. Ohnishi, I. Ohta, S. Ozawa, X.L. Qian, X.B. Qu, T. Saito, M. Sakata, T.K. Sako, Y. Sengoku, J. Shao, M. Shibata, A. Shiomi (Atsushi Shiomi), H. Sugimoto, M. Takita, Y.H. Tan, N. Tateyama, S. Torii, H. Tsuchiya, S. Udo, H. Wang, H.R. Wu, L. Xue, K. Yagisawa, Y. Yamamoto, Z. Yang, A.F. Yuan, L.M. Zhai, H.M. Zhang, J.L. Zhang, X. Zhang, X.Y. Zhang, Y. Zhang, Yi Zhang, Ying Zhang, Zhaxisangzhu, and X. X. ZhouWe report on the highest energy photons from the Crab Nebula observed by the Tibet ASγ experiment using the air shower (AS) array with the underground water-Cherenkov-type muon detector (MD) array at Yangbajing (4300 m above sea level) in Tibet. The Tibet MD array consists of 64 water-Cherenkov-type detectors located 2.4 m underground beneath the AS array. A primary photon-induced AS produces far fewer muons than a primary cosmic ray-induced AS. The Tibet MD array thus enables us to efficiently discriminate a cosmic-ray background event from a photon signal by means of counting the number of muons in an AS. Since the beginning of 2014, a water-Cherenkov-type MD array with a total area of 3,400 m2 started operation. Based on the criterion of muon number measured in an air shower, we successfully suppress 99.92% of the cosmic-ray background events with energies E > 100 TeV. As a result, we observed 24 photon-like events with E > 100 TeV against 5.5 background events, which corresponds to 5.6σ statistical significance. This is the first detection of the highest energy photons beyond 100 TeV from an astrophysical source, and thus opens up the sub-PeV window in astronomy.Keywords: cosmic ray, gamma ray astronomy, high energy astrophysical phenomena, supernova remnant天体からの100 TeVを超える史上最高エネルギーのガンマ線の観測　チベットASγ（エー・エス・ガンマ）実験によって得られた「かに星雲」からの史上最高エネルギーガンマ線の観測について報告します．この実験は，標高 4,300ｍ の中国のチベット自治区の羊八井高原に展開された装置を用いた日本と中国の国際共同実験です。宇宙線は大気と衝突すると空気シャワーと呼ばれる大量の二次宇宙線を生成します。主装置である空気シャワー（AS）アレイは，現在 597個の 0.5m2 の検出面積をもつプラスチックシンチレーション検出器（SD）で構成されています．各SDは検出面に入射した空気シャワー中の電磁成分の到着時間と密度を測定します．ASアレイは，各SDで得られたデータを元に，宇宙線の到着方向とエネルギーをイベント毎に再構成します．宇宙線の主成分は陽子等の原子核宇宙線であり，宇宙ガンマ線を観測する際にはノイズとなります。しかし，ガンマ線の作る空気シャワー中のμ粒子数は原子核宇宙線の作るμ粒子数よりもはるかに少ないため，AS内のμ粒子数を計測することにより，効率的にノイズを除去できると考えられます．ASアレイの地下 2.4m にミューオンを検出するための防水コンクリート躯体の深さ1.5 m，面積 7.35m×7.35m の水で満たされた水チェレンコフ型検出器（MD）64個（MDアレイ）が設置され，2014年から観測が開始されました．そして今回，MDアレイで測定されたμ粒子数を基に，空気シャワー観測装置で観測されたエネルギー E > 100 TeVの宇宙バックグラウンドイベントを 99.92％除去することに成功しました．その結果，かに星雲方向から 5.5個のバックグラウンドイベントに対して E > 100 TeV の 24個のガンマ線と思われるイベントの観測に成功しました．これは 5.6σの統計的有意性に相当します．その最高エネルギーのガンマ線は 450TeV に達しています．これまで観測されたガンマ線の最高エネルギーは 75 TeVまでであり，今回の成果は新たなエネルギー領域のガンマ線天文学への道を切り拓くことになります．キーワード：宇宙線，ガンマ線天文学，高エネルギー天体物理現象，超新星残骸Journal（掲載誌）PRL (Physical Review Letters) 123, 051101, July 2019.Published Paper