宇宙線電子望遠鏡CALETによる低エネルギー宇宙線観測における太陽変調の数値的研究
JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2021年2月～2022年1月)
報告書番号: R21JACA51
利用分野: JSS大学共同利用
- 責任者: 三宅晶子, 茨城工業高等専門学校
- 問い合せ先: 三宅 晶子(miyakesk@ee.ibaraki-ct.ac.jp)
- メンバ: 三宅 晶子
事業概要
太陽圏内および地球磁気圏内に進入した低エネルギー宇宙線の数値シミュレーションを実施することで, カロリメータ型宇宙線電子望遠鏡(CALET)で観測された低エネルギー宇宙線の強度変動と太陽活動との関係(太陽変調)を明らかにする.
参照URL
なし
JAXAスーパーコンピュータを使用する理由と利点
地球磁場による宇宙線のカットオフリジディティは検出イベント毎の算出を要する点, また観測を再現する宇宙線太陽変調の最適モデルを探すためにはモデル計算と観測との比較・検証を繰り返す必要がある点で, 大きな計算資源が必要となる.
今年度の成果
今年度は, CALETの観測した低エネルギー全電子・陽子イベントの解析において, 地磁気による宇宙線のカットオフ効果の取り扱いを改善した. 大きな改善点は, カットオフリジディティ算出時の反粒子の射出方向にCHD(charge detector)とIMC(imaging calorimeter)の再構成軌道を採用し, イベント毎に射出方向を定めてカットオフリジディティを算出した点である. 国際標準地球磁場(IGRF-13)および地球磁気擾乱経験モデル(TS05)を考慮した地球磁気圏モデルで粒子軌道を計算しており, 射出方向によって大きく変動するカットオフリジディティの不定性を最小限に抑えた. この値を用いてCALETで検出した低エネルギー粒子イベントからカットオフ効果を受けていないイベントを選別し, 全電子フラックスや全電子・陽子の計数率を解析した.
この他, 惑星間空間磁場によるドリフト運動や非線形拡散過程などを考慮した太陽変調ドリフトモデルで電子フラックスと陽子フラックスを計算した. リジディティ3.8GVの電子・陽子フラックスの長期変動の計算結果をCALETやAMS-02の観測結果と比較したところ, 両者の年次スケールの変動は電子, 陽子ともに一致し, 観測の示す太陽変調の荷電依存性はドリフトモデルに矛盾しないことを確認できた. 今後も引き続きこのような検証を重ねることで, ドリフトモデルの更なる精密化を実施する.
成果の公表
-査読なし論文
Solar Modulation During the Descending Phase of Solar Cycle 24 Observed with CALET on the International Space Station, S. Miyake, et al. (CALET Collaboration), Proceedings of Science (ICRC2021) 1270.
-口頭発表
1) Solar Modulation During the Descending Phase of Solar Cycle 24 Observed with CALET on the International Space Station, S. Miyake, et al. (CALET Collaboration), ICRC2021, online, July, 2021.
2) CALETによる太陽活動第24期減退期の太陽変調と相対論的電子降下の観測, 三宅晶子, 片岡龍峰, 宗像一起, 中平聡志, 浅岡陽一, 鳥居祥二, 赤池陽水, 小林兼好, 他 CALETチーム, 日本物理学会2021年秋季大会, オンライン, 2021年9月.
3) CALETによる第24/25期太陽活動極小期の低エネルギー電子・陽子観測, 三宅晶子, 宗像一起, 加藤千尋, 片岡龍峰, 中平聡志, 浅岡陽一, 鳥居祥二, 寺澤敏夫, 赤池陽水, 小林兼好, 他 CALETチーム, 日本物理学会第77回年次大会, オンライン, 2022年3月.
-ポスター
CALETによる銀河宇宙線の太陽変調とREP観測の最新結果, 三宅晶子, 片岡龍峰, 宗像一起, 加藤千尋, 中平聡志, 鳥居祥二, 寺澤敏夫, 赤池陽水, 小林兼好, 浅岡陽一, 他CALETチーム, 第22回宇宙科学シンポジウム, オンライン, 2022年1月
JSS利用状況
計算情報
- プロセス並列手法: 非該当
- スレッド並列手法: 非該当
- プロセス並列数: 1
- 1ケースあたりの経過時間: 12 時間
JSS3利用量
総資源に占める利用割合※1(%): 0.00
内訳
JSS3のシステム構成や主要な仕様は、JSS3のシステム構成をご覧下さい。
| 計算システム名 | CPU利用量(コア・時) | 資源の利用割合※2(%) |
|---|---|---|
| TOKI-SORA | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-ST | 19.01 | 0.00 |
| TOKI-GP | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-XM | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-LM | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-TST | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-TGP | 0.00 | 0.00 |
| TOKI-TLM | 0.00 | 0.00 |
| ファイルシステム名 | ストレージ割当量(GiB) | 資源の利用割合※2(%) |
|---|---|---|
| /home | 10.00 | 0.01 |
| /data及び/data2 | 100.00 | 0.00 |
| /ssd | 100.00 | 0.03 |
| アーカイバシステム名 | 利用量(TiB) | 資源の利用割合※2(%) | J-SPACE | 0.00 | 0.00 |
|---|
※1 総資源に占める利用割合：3つの資源(計算, ファイルシステム, アーカイバ)の利用割合の加重平均.
※2 資源の利用割合：対象資源一年間の総利用量に対する利用割合.
ISV利用量
| 利用量(時) | 資源の利用割合※2(%) | |
|---|---|---|
| ISVソフトウェア(合計) | 0.00 | 0.00 |
※2 資源の利用割合：対象資源一年間の総利用量に対する利用割合.
JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告(2021年2月～2022年1月)