■目的
宇宙線を検出し，質量を測ることで宇宙線粒子の同定を行います。
■このテーマを選んだ背景
昨年度のPhysics Lab.2009での宇宙班は，この宇宙線を，小柴先生のノーベル賞で有名なカミオカンデと同じ原理（チェレンコフ光の観測）を用いて検出するという実験を行いました。この時の検出方法では，この粒子の飛跡を知ることはできましたが，この粒子が何という粒子であるか？ということ自体は，この実験からは得られないものでした。
宇宙線を検出し，質量を測ることで宇宙線粒子の同定を行います。
■このテーマを選んだ背景
昨年度のPhysics Lab.2009での宇宙班は，この宇宙線を，小柴先生のノーベル賞で有名なカミオカンデと同じ原理（チェレンコフ光の観測）を用いて検出するという実験を行いました。この時の検出方法では，この粒子の飛跡を知ることはできましたが，この粒子が何という粒子であるか？ということ自体は，この実験からは得られないものでした。
そこで今年は，この宇宙線の粒子の質量を測ることで，この粒子が何という粒子かを同定することを，実験の目標としました。
■実験の内容
アインシュタインの特殊相対論では，相対論的な粒子の運動量pは，光速c，その粒子の静止質量m，速度vを用いて
と表されます。このことから，宇宙線の運動量と速度を測定することができれば，質量mを求めることができると言えます。
そこで私たちは，図のような装置をつくり，運動量と速度を測定しようと考えています。
運動量の測定
宇宙線が磁場の存在する領域（図中A）に入ると，ローレンツ力を受けて軌道が曲がります。
そこで，この磁場領域の前後に，粒子の通った位置を検出する装置であるドリフトチェンバー（図中B）を４つ置き，軌道の曲がり具合を調べます。粒子の運動量pは，軌道の回転半径r，磁場の磁束密度B，素電荷e と
という関係を持つので，軌道の曲がり具合が分かれば，そこから運動量を求めることができます。
速度の測定
速度の測定では，ある距離を粒子が通過するのに要した時間を測り，単純に距離÷時間という計算によって速度を計算します。
通った時間を測る装置は，シンチレーターと光電子増倍管と呼ばれるもので，上の図中では C（2ヶ所）で示されています。
この宇宙線粒子は，光の速さに近い速さで飛んでくるので，この時間差を測るというだけでもひと仕事です。
以上が宇宙班の行っている実験の概要です。当日は実験の説明に加え，実際に作成した装置も展示する予定です。