山本 常夏 (ヤマモト トコナツ)
YAMAMOTO Tokonatsu
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職名 |
教授 |
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学位 |
博士（理学）(東京大学) |
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専門分野 |
宇宙線物理学、宇宙物理, 素粒子、原子核、宇宙線、宇宙物理にする実験 |
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学外略歴 【 表示 ／ 非表示 】
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The University of Chicago
2004年2月 - 2007年3月
国名：アメリカ合衆国
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The University of Chicago
2002年2月 - 2004年1月
国名：アメリカ合衆国
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東京大学宇宙線研究所
2000年4月 - 2002年1月
国名：日本国
論文 【 表示 ／ 非表示 】
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Coherent Radio Emission from the electron beam sudden appearance 査読あり
Krijn D. de Vries, Michael DuVernois, Masaki Fukushima, Romain Gaïor, Kael Hanson, Daisuke Ikeda, Yusuke Inome, Aya Ishihara, Takao Kuwabara, Keiichi Mase, John N. Matthews, Thomas Meures, Pavel Motloch, Izumi S. Ohta, Aongus O’Murchadha, Florian Partous, Matthew Relich, Hiroyuki Sagawa, Tatsunobu Shibata, Bokkyun Shin, Gordon Thomson, Shunsuke Ueyama, Nick van Eijndhoven, Tokonatsu Yamamoto, and Shigeru Yoshida
Physical Review D 98 ( 123020 ) 1 - 8 2018年3月
共著
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A Technique for Estimating the Absolute Gain of a Photomultiplier Tube 査読あり
M.Takahashi, Y.Inome, S.Yoshii, A.Bamba, S.Gunji, D.Hadasch, M.Hayashida, H.Katagiri, Y.Konno, H.Kubo, J.Kushida, D.Nakajima, T.Nakamori, T.Nagayoshi, K.Nishijima, S.Nozaki, D.Mazin, S.Mashuda, T. Yamamoto, T.Yoshida
Nuclear Instruments and methods in physics research section A 894 ( 21 ) 1 - 7 2018年6月
単著
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Measurement of microwave radiation from electron beam in the atmosphere 査読あり
I. S. Ohta, H. Akimune, M. Fukushima, D. Ikeda, Y. Inome, J.N. Matthews, S. Ogio, H. Sagawa, T. Sako, T. Shibata, T. Yamamoto
Nuclear Instruments and methods in physics research section A 810 44 - 50 2016年2月
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Propagation of Ultra-High-Energy Cosmic Ray Nuclei in Cosmic Magnetic Fields and Implications for Anisotropy Measurements 査読あり
Hajime Takami, Susumu Inoue, Tokonatsu Yamamoto
Astroparticle Physics 35 ( 12 ) 767 - 780 2012年7月
共著
Recent results from the Pierre Auger Observatory (PAO) indicate that the composition of ultra-high-energy cosmic rays (UHECRs) with energies above $10^{19}$ eV may be dominated by heavy nuclei. An important question is whether the distribution of arrival directions for such UHECR nuclei can exhibit observable anisotropy or positional correlations with their astrophysical source objects despite the expected strong deflections by intervening magnetic fields. For this purpose, we have simulated the propagation of UHECR nuclei including models for both the extragalactic magnetic field and the Galactic magnetic field. Assuming that only iron nuclei are injected steadily from sources with equal luminosity and spatially distributed according to the observed large scale structure in the local Universe, at the number of events published by the PAO so far, the arrival distribution of UHECRs would be consistent with no auto-correlation at 95% confidence if the mean number density of UHECR sources $n_s >~ 10^{-6}$ Mpc$^{-3}$, and consistent with no cross-correlation with sources within 95% errors for $n_s >~ 10^{-5}$ Mpc$^{-3}$. On the other hand, with 1000 events above $5.5 \times 10^{19}$ eV in the whole sky, next generation experiments can reveal auto-correlation with more than 99% probability even for $n_s <~ 10^{-3}$ Mpc$^{-3}$, and cross-correlation with sources with more than 99% probability for $n_s <~ 10^{-4}$ Mpc$^{-3}$. In addition, we find that the contribution of Centaurus A is required to reproduce the currently observed UHECR excess in the Centaurus region. Secondary protons generated by photodisintegration of primary heavy nuclei during propagation play a crucial role in all cases, and the resulting anisotropy at small angular scales should provide a strong hint of the source location if the maximum energies of the heavy nuclei are sufficiently high.
その他リンク： http://xxx.yukawa.kyoto-u.ac.jp/PS_cache/arxiv/pdf/1202/1202.2874v1.pdf
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Prototyping hexagonal light concentrators using high-reflectance specular films for the Large-Sized Telescopes of the Cherenkov Telescope Array 査読あり
A. Okumura, T.V. Dang, S. Ono, S. Tanaka, M. Hayashida, J. Hinton, H. Katagiri, K. Noda, T. Yamamoto, T. Yoshida
Journal of Instrujmentation 12 ( P12008 ) 1 - 18 2017年11月
共著
総説・解説記事（Misc） 【 表示 ／ 非表示 】
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CTA報告212:CTA大口径望遠鏡初号機による活動銀河核の観測データの解析
武石隆治, 阿部和希, 阿部正太郎, 稲田知大, 今澤遼, 笛吹一樹, 大石理子, 大谷恵生, 岡知彦, 奥村曉, 奥村曉, 折戸玲子, 片桐秀明, 櫛田淳子, 窪秀利, 郡司修一, 小林志鳳, 齋藤隆之, 坂本貫太, 櫻井駿介, 佐々誠司, 須田祐介, STRZYS Marcel, 高橋菜月, 高橋光成, 田島宏康, 立石大, 千川道幸, 辻直美, 手嶋政廣, 手嶋政廣, 寺内健太, 寺田幸功, 中森健之, 西嶋恭司, 野崎誠也, 野崎誠也, 野田浩司, BAXTER Joshua Ryo, 橋山和明, HADASCH Daniela, 深見哲志, VOVK Ievgen, MAZIN Daniel, MAZIN Daniel, 溝手雅也, 山本常夏, 吉越貴紀, 吉田龍生
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 78 ( 2 ) 2023年
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CTA大口径望遠鏡のためのSiPMモジュールに装着する集光器の開発
溝手雅也, 山本常夏, 奥村曉, 田島宏康, 高橋光成, 齋藤隆之, 猪目祐介, 大岡秀行, 櫻井駿介, 手嶋政廣, 野田浩司, 橋山和明, 窪秀利, 岡知彦, 野崎誠也, HADASCH Daniela, MAZIN Daniel, 片桐秀明, 吉田龍生, 寺内健太, 折戸玲子, 櫛田淳子, 西嶋恭司, 郡司修一, 門叶冬樹, 中森健之, 砂田裕志, 立石大, 寺田幸功, 田中真伸
日本天文学会年会講演予稿集 2023 2023年
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CTA報告214:CTA大口径望遠鏡のためのSiPMモジュールに装着する集光器の開発
溝手雅也, 山本常夏, 奥村曉, 奥村曉, 齋藤隆之, 吉田龍生, 猪目祐介, 大岡秀行, 岡知彦, 折戸玲子, 片桐秀明, 櫛田淳子, 窪秀利, 郡司修一, 櫻井駿介, 砂田裕志, 高橋光成, 田島宏康, 立石大, 田中真伸, HADASCH Daniela, MAZIN Daniel, MAZIN Daniel, 手嶋政廣, 手嶋政廣, 寺内健太, 寺田幸功, 門叶冬樹, 中森健之, 西嶋恭司, 野崎誠也, 野田浩司, 橋山和明
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 78 ( 2 ) 2023年
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CTA 報告 163：CTA大口径望遠鏡2−4号機焦点面カメラモジュールの組立および性能試験
日本物理学会講演概要集 2020年9月
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荷電粒子天文学の開闢－The Pierre Auger 計画による 最高エネルギー宇宙線観測
天文月報 2009年5月
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, 手嶋政廣, 手嶋政廣, 窪秀利, 戸谷友則, 浅野勝晃, 阿部和希, 阿部正太郎, 粟井恭輔, 井岡邦仁, 他 CTA Japan Consortium
日本物理学会講演概要集 2023年
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CTA 報告 163：CTA大口径望遠鏡2−4号機焦点面カメラモジュールの組立および性能試験
高橋 光成, 猪目 祐介, 今川 要, 岩村 由樹, 大岡 秀行, 岡知 彦, 他 CTA Japan Consortium
日本物理学会講演概要集 2020年
科研費（文科省・学振）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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暗黒物質対消滅ガンマ線検出のためのCTA大口径望遠鏡の高感度化
2021年4月 - 2024年3月
学術振興機構 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
齋藤 隆之, 窪 秀利, 山本 常夏, 猪目 祐介
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CTA 大口径望遠鏡アレイによる極限宇宙の研究
2017年5月 - 2022年3月
学術振興機構 科学研究費助成事業 基盤研究(S)
手嶋 政廣, 窪 秀利, 山本 常夏, 井岡 邦仁
高エネルギーガンマ線による宇宙の研究は、過去２０年にわたり、新たな大気チェレンコフ望遠鏡技術により大きく進展した。本研究計画は、世界で唯一となる次世代の高性能チェレンコフ望遠鏡CTAの建設により、この研究分野を飛躍的に発展することを目的とする。我々日本グループは、技術の粋をあつめてCTA北サイトであるスペイン・ラパルマに 23m口径大口径望遠鏡4基を国際協力により建設している。本研究では、これら4基の大口径望遠鏡アレイ建設をすすめ、CTA建設の初期段階から可能な限り多くの科学成果を生み出す。研究目的は、1)地上からのガンマ線バースト観測、2) 超大質量ブラックホールでの高エネルギー現象の解明、3) 銀河中心、矮小楕円銀河での暗黒物質の高感度な探索である。
大口径チェレンコフ望遠鏡1号基の建設は2018年10月に建設を完了し、コミッショニング、定常運転へとすすめてきた。現在、同サイトに建設されているMAGIC望遠鏡2基との間で相互較正、ステレオ観測をおこなっている。2-4号基望遠鏡は、その構造体の入札も終わり、これから本格的な設置作業がはじまる。日本担当の2-4号基の望遠鏡エレメント(分割鏡、光センサー、読出し回路、電源システム)はすべて製造、輸送を完了し、設置を待つのみである。一方、2019年1月には、15年間稼働してきた MAGIC 望遠鏡により、ガンマ線バースト GRB190114C の初観測に成功した。このガンマ線バースト観測の成功は z=0.42 と近傍であり、EBLによる吸収が比較的少なかったことが大きな理由としてあげられる。このバーストからのガンマ線スペクトルはTeV領域を超えて伸びており、我々の予測に一致するものであった。より高感度なCTA大口径望遠鏡により、より多くのガンマ線バーストが詳細に観測、研究されると期待される。
研究費にかかる研究（調査）活動報告書 【 表示 ／ 非表示 】
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2023年度 CTA大口径ガンマ線望遠鏡と解き明かす高エネルギー激動宇宙と暗黒物質
研究費の種類： 教員研究費
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2021年度 高エネルギー宇宙観測
研究費の種類： 教員研究費
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2020年度 高エネルギー宇宙観測
研究費の種類： 教員研究費
ティーチングポートフォリオ 【 表示 ／ 非表示 】
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2020年度
教育の責任（何をやっているか：主たる担当科目）：
力学II、基礎物理学I、ワークショップIC、基礎物理学実験、天文学特論、ラボラトリーフィジックス
教育の理念（なぜやっているか：教育目標）：
圧倒的な教育力により人物教育のクオリティ・リーダーと呼ばれることを目指す。現在の物理学において重要な概念の一つに時空がある。これは時間と空間を同一に扱うべきという考えである。時空は「じくう」と読むが「じ」と「くう」を別々に発音してはいけない。時間と空間は同様に扱わなければいけないので、同時に発音するべきである。英語では Spacetimeと書くがSpaceとTimeの間にスペースを空けない。そして同時に発音しなければならない。「スペース タイム」ではなく「スぺタイ」という感じに発音する。
教育の方法（どのようにやっているか：教育の工夫）：
物理学は身近な出来事から宇宙の果てで起こっていることまで全ての現象を説明する学問である。実際に甲南大学周辺で起こっている現象について考えてみよう。摂津本山駅の標高は海抜20m程度である。これに対し理工学部のある甲南大学7号館は海抜75mくらいである。その差は55mだ。つまり摂津本山駅から理工学部まで来ると地球の中止から55m離れたことになる。地球の半径は6357kmであり、重力は地球中心からの距離の2乗に反比例することを考えると、摂津本山から理工学部まで来ると体重が0.0017%くらい軽くなる。同時に気圧が0.6%程度低くなる。人の体積は約70ℓなので、空気による浮力が0.5g程度小さくなりその分重くなる。つまりほとんど変わらないということである。
教育方法の評価・学習の成果（どうだったか：結果と評価）：
ろうそくの燃焼速度はろうそくの種類や大きさに関係なくだいたい同じである。ロウを細い糸の先で燃やすと発生する熱量は1秒間に60 Jくらいである。これはトイレの電球より少し明るく、何もしていない人が消費するエネルギーと同じくらいである。つまり何もしなくてもろうそくが燃えるくらいの速さでエネルギーを消費するのである。ろうそくが燃焼する速さは重さにして1時間当たり8g程度だ。1日たてば200gくらい燃える。ひと月で6㎏である。運動した分しか食べないと決めておけば毎月6㎏体重が減るはずである。実際に毎月6kg減量するのは並大抵の努力では足りない。
改善点・今後の目標（これからどうするか）：
物理学による計算では1ヵ月6㎏の減量は原理的に可能である。実際にそうならない最大の理由はビールにある。この原因をどうするかは簡単な問題ではない。
根拠資料（資料の種類などの名称）：
理科年表、