Azimuthally Controlled Observation of Heavy Cosmic-ray Primaries by Means of the Balloon-borne Emulsion Chamber

スクリーン型X線フイルムを用いた新しいタイプのエマルション・チェンバーを大気球に搭載して重一次宇宙線の観測を行った。露出面積, 露出時間および高度はそれぞれ1.22m^2,15.8h, 8.9g/cm^2である。この気球は飛行中も常に一定の方位を保つようにΔφ=0.5°以内の精度で方向規正されている。これにより, チェンバー内に降り注いでくる一次宇宙線の到来方向を測定できるので, 東西効果を用いて数GeV/nucleonから∿15GeV/nucleonのエネルギー領域でエネルギースペクトルを化学組成別に求めることができる。また, Si核より重い核についてはopening-angle法を用いて得られた5∿1000GeV/nucleonのエネルギー領域におけるエネルギースペクトルも紹介する。前者によって得られたエネルギースペクトルは後者によるものと極めて滑らかに接続しており, これはopening-angle法を用いたエネルギー決定法が信頼できるものであることを意味している。また, 今回の観測における解析結果を前回の観測のものと比較してみると, Fe核については非常に良い一致が見られ, 微分型スペクトルの"べき"は数TeV/nucleonまで∿2.5の一定値が得られた。一方Si核については, 今回の観測では10∿1000GeV/nucleonの範囲で"べき"は∿2.7であり, 前回の∿2.9と比べるとゆるやかな傾きになっている。さらに, sub-Fe核のfluxとFe核に対するそのabundance ratioも報告する。[Z=21-25]/Fe abundance ratioは, ∿100GeV/nucleon以上のエネルギー領域で前回の観測結果よりわずかに減少しているのがわかる。
We have exposed an emulsion chamber with the area of 1.22m^2 on board the balloon at an atmospheric depth of 8.9g/cm^2 for 15.8h, which has been azimuthally controlled within the accuracy of Δφ=0.5°. With use of the east-west asymmetry effect of arriving cosmic-ray primaries, we can obtain the energy spectra for individual elements in the kinetic energy range from a few GeV/nucleon up to∿15GeV/nucleon. We present also the energy spectra obtained by the opening-angle method for the higher energy region, 5∿1000GeV/nucleon, for the elements not lighter than silicon. We find that the energy spectra obtained by the former method continue smoothly to those obtained by the latter, indicating that the energy determination using the opening-angle method is performed correctly. We compare also the present results with those obtained by the previous work. We find that the iron flux is in nice agreement with that obtained by the previous observation, the differential spectral index being constant, ∿2.5,up to a few TeV/nucleon, while in the case of silicon component, it is ∿2.7 for 10∿1000GeV/nucleon in this work, significantly harder than the previous one, ∿2.9. We also report the flux of the sub-iron component and its abundance ratio to the iron component. We find the abundance ratio of [Z=21-25]/iron is slightly less than those obtained previously in the higher energy region, ≳100GeV/nucleon.
資料番号: SA0167085000