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工学教育研究部 工学科応用物理工学プログラム担当 |
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論文 【 表示 ／ 非表示 】
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Long‐Term Density Trend in the Mesosphere and Lower Thermosphere From Occultations of the Crab Nebula With X‐Ray Astronomy Satellites 査読あり 国際共著
勝田 哲, 榎戸 輝揚, 森 浩二, 望月 優子, 中島 基樹, 佐藤 浩介, 田代 信, 寺田 幸功
Journal of Geophysical Research: Space Physics 128 ( 2 ) 2023年2月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：American Geophysical Union (AGU)
We present long-term density trends of the Earth's upper atmosphere at altitudes between 71 and 116 km, based on atmospheric occultations of the Crab Nebula observed with X-ray astronomy satellites, ASCA, RXTE, Suzaku, NuSTAR, and Hitomi. The combination of the five satellites provides a time period of 28 years from 1994 to 2022. To suppress seasonal and latitudinal variations, we concentrate on the data taken in autumn (49 < doy < 111) and spring (235 < doy < 297) in the northern hemisphere with latitudes of 0°–40°. With this constraint, local times are automatically limited either around noon or midnight. We obtain four sets (two seasons × two local times) of density trends at each altitude layer. We take into account variations due to a linear trend and the 11-year solar cycle using linear regression techniques. Because we do not see significant differences among the four trends, we combine them to provide a single vertical profile of trend slopes. We find a negative density trend of roughly −5%/decade at every altitude. This is in reasonable agreement with inferences from settling rate of the upper atmosphere. In the 100–110-km altitude, we found an exceptionally high density decline of about −12%/decade. This peak may be the first observational evidence for strong cooling due to water vapor and ozone near 110 km, which was first identified in a numerical simulation by Akmaev et al. (2006, https://doi.org/10.1016/j.jastp.2006.03.008). Further observations and numerical simulations with suitable input parameters are needed to establish this feature.
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Spectral break of energetic pulsar wind nebulae detected with wideband X-ray observations 査読あり
Bamba A., Shibata S., Tanaka S.J., Mori K., Uchida H., Terada Y., Ishizaki W.
Publications of the Astronomical Society of Japan 74 ( 5 ) 1186 - 1197 2022年10月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Publications of the Astronomical Society of Japan
Pulsar wind nebulae (PWNe) are one of the most energetic galactic sources with bright emissions from radio waves to very high-energy gamma-rays. We perform wideband X-ray spectroscopy of four energetic PWNe, N 157 B, PSR J1813−1749, PSR J1400−6325, and G21.5−0.9, with the Suzaku, Chandra, NuSTAR, and Hitomi observatories. A significant spectral break or cut-off feature is found in the hard X-ray band for all the samples, except for N 157 B. The break energies in the broken power-law fitting are in the range of 4–14 keV, whereas the cut-off energies in the cut-off power-law fitting are at 22 keV or higher. The break or cut-off energy does not show a significant correlation with either the spin-down energy or characteristic age of the hosting pulsars. A possible correlation is found between the photon index change in the broken power-law fitting and the X-ray emitting efficiency of the pulsars, although its significance is not high enough to be conclusive. We discuss what determines the break parameters based on simple models.
DOI： 10.1093/pasj/psac062
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Single event tolerance of x-ray silicon-on-insulator pixel sensors 査読あり
Hagino K., Hayashida M., Kohmura T., Doi T., Tsunomachi S., Kitajima M., Tsuru T.G., Uchida H., Kayama K., Mori K., Takeda A., Nishioka Y., Yukumoto M., Mieda K., Yonemura S., Ishida T., Tanaka T., Arai Y., Kurachi I., Kitamura H., Kawahito S., Yasutomi K.
Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems 8 ( 4 ) 2022年10月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems
We evaluate the single event tolerance of the x-ray silicon-on-insulator (SOI) pixel sensor named XRPIX, developed for the future x-ray astronomical satellite FORCE. In this work, we measure the cross-section of single event upset (SEU) of the shift register on XRPIX by irradiating heavy ion beams with linear energy transfer (LET) ranging from 0.022 to 68 MeV / (mg/cm2). From the SEU cross-section curve, the saturation cross-section and threshold LET are successfully obtained to be 3.4-0.9+2.9×10-10 cm2/bit and 7.3-3.5+1.9 MeV/(mg/cm2), respectively. Using these values, the SEU rate in orbit is estimated to be â‰2 0.1 event / year primarily due to the secondary particles induced by cosmic-ray protons. This SEU rate of the shift register on XRPIX is negligible in the FORCE orbit.
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Xtend, the soft x-ray imaging telescope for the X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM)
Mori K., Tomida H., Nakajima H., Okajima T., Noda H., Tanaka T., Uchida H., Hagino K., Kobayashi S.B., Suzuki H., Yoshida T., Murakami H., Uchiyama H., Nobukawa M., Nobukawa K., Yoneyama T., Matsumoto H., Tsuru T., Yamauchi M., Hatsukade I., Ishida M., Maeda Y., Hayashi T., Tamura K., Boissay-Malaquin R., Sato T., Hiraga J., Kohmura T., Yamaoka K., Dotani T., Ozaki M., Tsunemi H., Kanemaru Y., Sato J., Takaki T., Terada Y., Miyazaki K., Kusunoki K., Otsuka Y., Yokosu H., Yonemaru W., Asahina Y., Asakura K., Yoshimoto M., Ode Y., Sato J., Hakamata T., Aoyagi M., Aoki Y., Tsunomachi S., Doi T., Aoki D., Fujisawa K., Kitajima M., Hayashida K.
Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering 12181 2022年8月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering
Xtend is a soft x-ray imaging telescope developed for the x-ray imaging and spectroscopy mission (XRISM). XRISM is scheduled to be launched in the Japanese fiscal year 2022. Xtend consists of the soft x-ray imager (SXI), an x-ray CCD camera, and the x-ray mirror assembly (XMA), a thin-foil-nested conically approximated Wolter-I optics. The SXI uses the P-channel, back-illuminated type CCD with an imaging area size of 31mm on a side. The four CCD chips are arranged in a 2×2 grid and can be cooled down to -120 °C with a single-stage Stirling cooler. The XMA nests thin aluminum foils coated with gold in a confocal way with an outer diameter of 45 cm. A pre-collimator is installed in front of the x-ray mirror for the reduction of the stray light. Combining the SXI and XMA with a focal length of 5.6m, a field of view of 38′ × 38′ over the energy range from 0.4 to 13 keV is realized. We have completed the fabrication of the flight model of both SXI and XMA. The performance verification has been successfully conducted in a series of sub-system level tests. We also carried out on-ground calibration measurements and the data analysis is ongoing.
DOI： 10.1117/12.2626894
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A broadband X-ray imaging spectroscopy in the 2030s: the FORCE mission 国際共著
Mori K., Tsuru T.G., Nakazawa K., Ueda Y., Watanabe S., Tanaka T., Ishida M., Matsumoto H., Awaki H., Murakami H., Nobukawa M., Takeda A., Fukazawa Y., Tsunemi H., Takahashi T., Hornschemeier A., Okajima T., Zhang W.W., Williams B.J., Venters T., Madsen K., Yukita M., Akamatsu H., Bamba A., Enoto T., Fujita Y., Furuzawa A., Hagino K., Ishimura K., Itoh M., Kitayama T., Kobayashi S., Kohmura T., Kubota A., Mizumoto M., Mizuno T., Nakajima H., Nobukawa K.K., Noda H., Odaka H., Ota N., Sato T., Shidatsu M., Suzuki H., Takahashi H., Tanimoto A., Terada Y., Terashima Y., Uchida H., Uchiyama Y., Yamaguchi H., Yatsu Y.
Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering 12181 2022年8月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering
In this multi-messenger astronomy era, all the observational probes are improving their sensitivities and overall performance. The Focusing on Relativistic universe and Cosmic Evolution (FORCE) mission, the product of a JAXA/NASA collaboration, will reach a 10 times higher sensitivity in the hard X-ray band (E > 10 keV) in comparison with any previous hard X-ray missions, and provide simultaneous soft X-ray coverage. FORCE aims to be launched in the early 2030s, providing a perfect hard X-ray complement to the ESA flagship mission Athena. FORCE will be the most powerful X-ray probe for discovering obscured/hidden black holes and studying high energy particle acceleration in our Universe and will address how relativistic processes in the universe are realized and how these affect cosmic evolution. FORCE, which will operate over 1–79 keV, is equipped with two identical pairs of supermirrors and wideband X-ray imagers. The mirror and imager are connected by a high mechanical stiffness extensible optical bench with alignment monitor systems with a focal length of 12 m. A light-weight silicon mirror with multi-layer coating realizes a high angular resolution of < 15′′ in half-power diameter in the broad bandpass. The imager is a hybrid of a brand-new SOI-CMOS silicon-pixel detector and a CdTe detector responsible for the softer and harder energy bands, respectively. FORCE will play an essential role in the multi-messenger astronomy in the 2030s with its broadband X-ray sensitivity.
DOI： 10.1117/12.2628772
MISC 【 表示 ／ 非表示 】
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SXS装置によるかに超新星残骸の熱的プラズマ放射探査 招待あり
辻本匡弘、森浩二
天文月報 2019年6月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌） 出版者・発行元：日本天文学会
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超新星残骸から探るIa型超新星爆発の親星の金属量
森浩二
天文月報 2014年6月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌） 出版者・発行元：日本天文学会
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宮崎県における高等学校と大学との物理教育に関する連絡会
森浩二、木村英二
大学の物理教育 2013年11月
記述言語：日本語 掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議） 出版者・発行元：日本物理学会
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Ｘ線で見る星座
森浩二
数研出版株式会社サイエンスネット第37号 37 2009年11月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（その他） 出版者・発行元：数研出版株式会社
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Ｘ線天文衛星 Suzaku および Chandra を用いた小マゼラン星雲中の超新星残骸 0103-72.6 の観測的研究
川井田英広, 木村結樹, 森浩二
宮崎大学工学部紀要 ( 37 ) 43 - 50 2008年8月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（大学・研究所紀要） 出版者・発行元：宮崎大学工学部
講演・口頭発表等 【 表示 ／ 非表示 】
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CTA報告202：全体報告
山本常夏、森浩二、他
日本物理学会2023年春季大会
開催年月日： 2023年3月22日 - 2023年3月25日
会議種別：口頭発表（一般）
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宇宙X線観測向け大面積SOIピクセル検出器におけるアナログ信号応答の性能評価
武田彩希、森浩二、他
日本物理学会2023年春季大会
開催年月日： 2023年3月22日 - 2023年3月25日
会議種別：口頭発表（一般）
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広帯域X線の高感度観測衛星 FORCE：2023年春におけるミッション提案の現状
中澤知洋、森浩二、他
日本物理学会2023年春季大会
開催年月日： 2023年3月22日 - 2023年3月25日
会議種別：口頭発表（一般）
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X線分光撮像衛星XRISM搭載軟X線撮像装置Xtendの開発の状況 (11)
野田博文、森浩二、他
日本物理学会2023年春季大会
開催年月日： 2023年3月22日 - 2023年3月25日
会議種別：口頭発表（一般）
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X 線分光撮像衛星 (XRISM) 搭載軟 X 線撮像装置 (Xtend) の開発の現状 (9)
信川久実子、森浩二、他
日本天文学会2023年春季年会
開催年月日： 2023年3月13日 - 2023年3月16日
会議種別：口頭発表（一般）
受賞 【 表示 ／ 非表示 】
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日本物理学会若手奨励賞
2009年3月 日本物理学会
森浩二
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
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井上研究奨励賞
2005年2月 井上科学振興財団
森浩二
受賞区分：出版社・新聞社・財団等の賞 受賞国：日本国
科研費（文科省・学振・厚労省）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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終端衝撃波のＸ線撮像分光による銀河系内最強加速器「カニ星雲」の加速機構の解明
研究課題/領域番号：21H01095 2021年04月 - 2026年03月
独立行政法人日本学術振興会 科学研究費補助金 基盤研究(B)
担当区分：研究代表者
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カニ星雲のサブ秒角スケールでの精密X線分光による電磁流体加速機構の解明
研究課題/領域番号：21J10842 2021年04月 - 2023年03月
独立行政法人日本学術振興会 科学研究費補助金 特別研究員奨励費
担当区分：研究代表者
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超新星残骸のＸ線精密撮像分光から探るIa型超新星の親星の起源
2019年04月 - 2020年03月
科学研究費補助金 基盤研究(B)
担当区分：研究代表者
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超新星残骸のＸ線精密撮像分光から探るIa型超新星の親星の起源
2018年04月 - 2019年03月
科学研究費補助金 基盤研究(B)
担当区分：研究代表者
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宇宙最初期ブラックホールの探査研究を実現する衛星搭載Ｘ線精密イメージングの開拓
2017年04月 - 2018年03月
科学研究費補助金 新学術領域研究
担当区分：研究分担者
SOI CMOS Ｘ線検出器の開発
その他研究活動 【 表示 ／ 非表示 】
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国立天文台ハワイ観測所 Subaru Seminars
2005年02月
国立天文台ハワイ観測所において「Recent progress in X-ray studies of the Crab Pulsar Wind Nebula」というタイトルでセミナーをおこなった。
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大阪大学理学部X線天文グループセミナー
2004年12月
大阪大学理学部X線天文グループに招かれて「パルサー星雲観測の最近の進展」というタイトルでセミナーをおこなった。
研究・技術シーズ 【 表示 ／ 非表示 】
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Ｘ線天文衛星を用いた高エネルギー天体の観測的研究
Ｘ線に感度を持つ衛星搭載用半導体カメラの開発
地上で動作可能な放射線イメージングカメラの開発ホームページ： 高エネルギー宇宙物理学研究室
技術相談に応じられる関連分野：・ Ｘ線・ガンマ線・陽子・中性子を含む放射線イメージング
・ 人工衛星に搭載する機器開発一般メッセージ：お手持ちの技術を宇宙開発・放射線測定等に応用したいという場合は、ぜひご連絡ください