The JEM-EUSO mission: An introduction

被引:43
作者
Adams, J. H., Jr. [77 ]
Ahmad, S. [3 ]
Albert, J. -N. [2 ]
Allard, D. [4 ]
Anchordoqui, L. [79 ]
Andreev, V. [78 ]
Anzalone, A. [19 ]
Arai, Y. [49 ]
Asano, K. [47 ]
Pernas, M. Ave
Baragatti, P. [26 ]
Barrillon, P. [2 ]
Batsch, T. [60 ]
Bayer, J. [9 ]
Bechini, R. [23 ]
Belenguer, T. [67 ]
Bellotti, R. [11 ,12 ,13 ]
Belov, K. [78 ]
Berlind, A. A. [81 ]
Bertaina, M. [22 ,23 ]
Biermann, P. L. [7 ]
Biktemerova, S. [62 ]
Blaksley, C. [4 ]
Blanc, N. [71 ]
Blecki, J. [61 ]
Blin-Bondil, S. [3 ]
Bluemer, J. [7 ]
Bobik, P. [65 ]
Bogomilov, M. [1 ]
Bonamente, M. [77 ]
Briggs, M. S. [77 ]
Briz, S. [69 ]
Bruno, A. [11 ]
Cafagna, F. [11 ]
Campana, D. [17 ]
Capdevielle, J-N. [4 ]
Caruso, R. [14 ,25 ]
Casolino, M. [20 ]
Cassardo, C. [22 ,23 ]
Castellini, G. [15 ]
Catalano, C. [5 ]
Catalano, O. [19 ,25 ]
Cellino, A. [22 ]
Chikawa, M. [31 ]
Christl, M. J. [80 ]
Cline, D. [78 ]
Connaughton, V. [77 ]
Conti, L. [26 ]
Cordero, G. [55 ]
Crawford, H. J. [74 ]
机构
[1] Univ Sofia, Sofia, Bulgaria
[2] Univ Paris 11, CNRS, IN2P3, LAL, F-91405 Orsay, France
[3] Ecole Polytech, CNRS, IN2P3, Omega, F-91128 Palaiseau, France
[4] Univ Paris Diderot, Sorbonne Paris Cite, CNRS, Observ Paris,IN2P3,CEA,APC,Irfu, Paris, France
[5] Univ Toulouse, CNRS, IRAP, Toulouse, France
[6] Univ Erlangen Nurnberg, ECAP, Nurnberg, Germany
[7] Karlsruhe Inst Technol, D-76021 Karlsruhe, Germany
[8] Univ Munich, Munich, Germany
[9] Univ Tubingen, Kepler Ctr, Inst Astron & Astrophys, Tubingen, Germany
[10] Univ Wurzburg, Inst Theoret Phys & Astrophys, Wurzburg, Germany
[11] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Bari, Bari, Italy
[12] Univ Bari Aldo Moro, Bari, Italy
[13] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Bari, Bari, Italy
[14] Univ Catania, Dipartimento Fis & Astron, I-95124 Catania, Italy
[15] CNR, Ist Fis Applicata Nello Carrara, Florence, Italy
[16] Ist Nazl Fis Nucl, Lab Nazl Frascati, Frascati, Italy
[17] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Napoli, Naples, Italy
[18] Univ Naples Federico II, Dipartimento Sci Fis, Naples, Italy
[19] INAF, Ist Astrofis Spaziale & Fis Cosm Palermo, Palermo, Italy
[20] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Roma Tor Vergata, Rome, Italy
[21] Univ Roma Tor Vergata, Dipartimento Fis, I-00173 Rome, Italy
[22] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Torino, Turin, Italy
[23] Univ Turin, Dipartimento Fis, I-10124 Turin, Italy
[24] Osservatorio Astrofis Torino, Ist Nazl Astrofis, Turin, Italy
[25] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Catania, Catania, Italy
[26] UTIU, Dipartimento Ingn, Rome, Italy
[27] Univ Naples Federico II, DIETI, Naples, Italy
[28] Chiba Univ, Chiba, Japan
[29] Natl Inst Radiol Sci, Chiba 260, Japan
[30] Fukui Univ Technol, Fukui, Japan
[31] Kinki Univ, Higashiosaka, Osaka 577, Japan
[32] Hiroshima Univ, Hiroshima, Japan
[33] Kanazawa Univ, Kanazawa, Ishikawa, Japan
[34] Univ Tokyo, Inst Cosm Ray Res, Kashiwa, Chiba, Japan
[35] Kobe Univ, Kobe, Hyogo 657, Japan
[36] Konan Univ, Kobe, Hyogo, Japan
[37] Kyoto Univ, Kyoto, Japan
[38] Kyoto Univ, Yukawa Inst, Kyoto, Japan
[39] Natl Astron Observ, Mitaka, Tokyo 181, Japan
[40] Nagoya Univ, Nagoya, Aichi 4648601, Japan
[41] Nagoya Univ, Solar Terr Environm Lab, Nagoya, Aichi 4648601, Japan
[42] Osaka City Univ, Grad Sch Sci, Osaka, Japan
[43] Inst Space & Astronaut Sci, JAXA, Sagamihara, Kanagawa 229, Japan
[44] Aoyama Gakuin Univ, Sagamihara, Kanagawa, Japan
[45] Saitama Univ, Saitama 3388570, Japan
[46] Hokkaido Univ, Sapporo, Hokkaido, Japan
[47] Tokyo Inst Technol, Interact Res Ctr Sci, Tokyo 152, Japan
[48] Univ Tokyo, Tokyo, Japan
[49] High Energy Accelerator Res Org, KEK, Tsukuba, Ibaraki, Japan
[50] RIKEN, Wako, Saitama, Japan
基金
俄罗斯基础研究基金会; 美国国家科学基金会;
关键词
Ultra-high energy cosmic rays; Neutrinos; PROTOTYPE; SPACE;
D O I
10.1007/s10686-015-9482-x
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
The Extreme Universe Space Observatory on board the Japanese Experiment Module of the International Space Station, JEM-EUSO, is being designed to search from space ultra-high energy cosmic rays. These are charged particles with energies from a few 10(19) eV to beyond 10(20) eV, at the very end of the known cosmic ray energy spectrum. JEM-EUSO will also search for extreme energy neutrinos, photons, and exotic particles, providing a unique opportunity to explore largely unknown phenomena in our Universe. The mission, principally based on a wide field of view (60 degrees) near-UV telescope with a diameter of similar to 2.5 m, will monitor the earth's atmosphere at night, pioneering the observation from space of the ultraviolet tracks (290-430 nm) associated with giant extensive air showers produced by ultra-high energy primaries propagating in the earth's atmosphere. Observing from an orbital altitude of similar to 400 km, the mission is expected to reach an instantaneous geometrical aperture of A (g e o) a parts per thousand yen 2 x 10(5) km(2) sr with an estimated duty cycle of similar to 20 %. Such a geometrical aperture allows unprecedented exposures, significantly larger than can be obtained with ground-based experiments. In this paper we briefly review the history of space-based search for ultra-high energy cosmic rays. We then introduce the special issue of Experimental Astronomy devoted to the various aspects of such a challenging enterprise. We also summarise the activities of the on-going JEM-EUSO program.
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[1]   The EUSO-Balloon pathfinder [J].
Adams, J. H., Jr. ;
Ahmad, S. ;
Albert, J. -N. ;
Allard, D. ;
Anchordoqui, L. ;
Andreev, V. ;
Anzalone, A. ;
Arai, Y. ;
Asano, K. ;
Ave Pernas, M. ;
Barrillon, P. ;
Batsch, T. ;
Bayer, J. ;
Bechini, R. ;
Belenguer, T. ;
Bellotti, R. ;
Belov, K. ;
Berlind, A. A. ;
Bertaina, M. ;
Biermann, P. L. ;
Biktemerova, S. ;
Blaksley, C. ;
Blanc, N. ;
Blecki, J. ;
Blin-Bondil, S. ;
Bluemer, J. ;
Bobik, P. ;
Bogomilov, M. ;
Bonamente, M. ;
Briggs, M. S. ;
Briz, S. ;
Bruno, A. ;
Cafagna, F. ;
Campana, D. ;
Capdevielle, J-N. ;
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Casolino, M. ;
Cassardo, C. ;
Castellini, G. ;
Catalano, C. ;
Catalano, O. ;
Cellino, A. ;
Chikawa, M. ;
Christl, M. J. ;
Cline, D. ;
Connaughton, V. ;
Conti, L. ;
Cordero, G. ;
Crawford, H. J. ;
Cremonini, R. .
EXPERIMENTAL ASTRONOMY, 2015, 40 (01) :281-299
[2]   Science of atmospheric phenomena with JEM-EUSO [J].
Adams, J. H., Jr. ;
Ahmad, S. ;
Albert, J. -N. ;
Allard, D. ;
Anchordoqui, L. ;
Andreev, V. ;
Anzalone, A. ;
Arai, Y. ;
Asano, K. ;
Ave Pernas, M. ;
Baragatti, P. ;
Barrillon, P. ;
Batsch, T. ;
Bayer, J. ;
Bechini, R. ;
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Castellini, G. ;
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Christl, M. J. ;
Cline, D. ;
Connaughton, V. ;
Conti, L. ;
Cordero, G. ;
Crawford, H. J. .
EXPERIMENTAL ASTRONOMY, 2015, 40 (01) :239-251
[3]   The JEM-EUSO observation in cloudy conditions [J].
Adams, J. H., Jr. ;
Ahmad, S. ;
Albert, J. -N. ;
Allard, D. ;
Anchordoqui, L. ;
Andreev, V. ;
Anzalone, A. ;
Arai, Y. ;
Asano, K. ;
Ave Pernas, M. ;
Baragatti, P. ;
Barrillon, P. ;
Batsch, T. ;
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Chikawa, M. ;
Christl, M. J. ;
Cline, D. ;
Connaughton, V. ;
Conti, L. ;
Cordero, G. ;
Crawford, H. J. .
EXPERIMENTAL ASTRONOMY, 2015, 40 (01) :135-152
[4]   Performances of JEM-EUSO: energy and X max reconstruction [J].
Adams, J. H., Jr. ;
Ahmad, S. ;
Albert, J. -N. ;
Allard, D. ;
Anchordoqui, L. ;
Andreev, V. ;
Anzalone, A. ;
Arai, Y. ;
Asano, K. ;
Ave Pernas, M. ;
Baragatti, P. ;
Barrillon, P. ;
Batsch, T. ;
Bayer, J. ;
Bechini, R. ;
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Bellotti, R. ;
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Chikawa, M. ;
Christl, M. J. ;
Cline, D. ;
Connaughton, V. ;
Conti, L. ;
Cordero, G. ;
Crawford, H. J. .
EXPERIMENTAL ASTRONOMY, 2015, 40 (01) :183-214
[5]   The infrared camera onboard JEM-EUSO [J].
Adams, J. H., Jr. ;
Ahmad, S. ;
Albert, J. -N. ;
Allard, D. ;
Anchordoqui, L. ;
Andreev, V. ;
Anzalone, A. ;
Arai, Y. ;
Asano, K. ;
Ave Pernas, M. ;
Baragatti, P. ;
Barrillon, P. ;
Batsch, T. ;
Bayer, J. ;
Bechini, R. ;
Belenguer, T. ;
Bellotti, R. ;
Belov, K. ;
Berlind, A. A. ;
Bertaina, M. ;
Biermann, P. L. ;
Biktemerova, S. ;
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Chikawa, M. ;
Christl, M. J. ;
Cline, D. ;
Connaughton, V. ;
Conti, L. ;
Cordero, G. ;
Crawford, H. J. .
EXPERIMENTAL ASTRONOMY, 2015, 40 (01) :61-89
[6]   An evaluation of the exposure in nadir observation of the JEM-EUSO mission [J].
Adams, J. H., Jr. ;
Ahmad, S. ;
Albert, J. -N. ;
Allard, D. ;
Ambrosio, M. ;
Anchordoqui, L. ;
Anzalone, A. ;
Arai, Y. ;
Aramo, C. ;
Asano, K. ;
Ave, M. ;
Barrillon, P. ;
Batsch, T. ;
Bayer, J. ;
Belenguer, T. ;
Bellotti, R. ;
Berlind, A. A. ;
Bertaina, M. ;
Biermann, P. L. ;
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Blaksley, C. ;
Biccki, J. ;
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Bluemer, J. ;
Bobik, P. ;
Bogomilov, M. ;
Bonamente, M. ;
Briggs, M. S. ;
Briz, S. ;
Bruno, A. ;
Cafagna, F. ;
Campana, D. ;
Capdevielle, J. -N. ;
Caruso, R. ;
Casolino, M. ;
Cassardo, C. ;
Castellini, G. ;
Catalano, O. ;
Cellino, A. ;
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Christi, M. J. ;
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Cortes, J. F. ;
Crawford, H. J. ;
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D'Olivo, J. C. ;
Dagoret-Campagne, S. ;
de Castro, A. J. ;
De Donato, C. .
ASTROPARTICLE PHYSICS, 2013, 44 :76-90
[7]  
Benson R., 1981, INT COSMIC RAY C, V8, P145
[8]   JEM-EUSO observational technique and exposure [J].
Bertaina, M. ;
Bobik, P. ;
Fenu, F. ;
Shinozaki, K. ;
Adams, J. H., Jr. ;
Ahmad, S. ;
Albert, J. -N. ;
Allard, D. ;
Anchordoqui, L. ;
Andreev, V. ;
Anzalone, A. ;
Arai, Y. ;
Asano, K. ;
Ave Pernas, M. ;
Barrillon, P. ;
Batsch, T. ;
Bayer, J. ;
Bechini, R. ;
Belenguer, T. ;
Bellotti, R. ;
Belov, K. ;
Berlind, A. A. ;
Bertaina, M. ;
Biermann, P. L. ;
Biktemerova, S. ;
Blaksley, C. ;
Blanc, N. ;
Blecki, J. ;
Blin-Bondil, S. ;
Bluemer, J. ;
Bobik, P. ;
Bogomilov, M. ;
Bonamente, M. ;
Briggs, M. S. ;
Briz, S. ;
Bruno, A. ;
Cafagna, F. ;
Campana, D. ;
Capdevielle, J-N. ;
Caruso, R. ;
Casolino, M. ;
Cassardo, C. ;
Castellini, G. ;
Catalano, C. ;
Catalano, O. ;
Cellino, A. ;
Chikawa, M. ;
Christl, M. J. ;
Cline, D. ;
Connaughton, V. .
EXPERIMENTAL ASTRONOMY, 2015, 40 (01) :117-134
[9]   JEM-EUSO: Meteor and nuclearite observations [J].
Bertaina, M. ;
Cellino, A. ;
Ronga, F. ;
Adams, J. H., Jr. ;
Ahmad, S. ;
Albert, J. -N. ;
Allard, D. ;
Anchordoqui, L. ;
Andreev, V. ;
Anzalone, A. ;
Arai, Y. ;
Asano, K. ;
Ave Pernas, M. ;
Barrillon, P. ;
Batsch, T. ;
Bayer, J. ;
Bechini, R. ;
Belenguer, T. ;
Bellotti, R. ;
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Catalano, C. ;
Catalano, O. ;
Cellino, A. ;
Chikawa, M. ;
Christl, M. J. ;
Cline, D. ;
Connaughton, V. ;
Conti, L. .
EXPERIMENTAL ASTRONOMY, 2015, 40 (01) :253-279
[10]   Performance and air-shower reconstruction techniques for the JEM-EUSO mission [J].
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