新発明が素粒子物理と宇宙理解を拡張(UD Physicist’s Invention Expands Our Knowledge of the Universe, Particle Physics)

2026-01-07 デラウェア大学(UD)

米デラウェア大学の研究チームは、低コストで携帯可能な宇宙線検出器「CosmicWatch」を活用し、基礎物理研究と教育の両面で成果を上げている。CosmicWatchは、宇宙線に含まれるミュー粒子を検出できる小型装置で、大学や高校、一般市民でも扱える点が特徴だ。研究では、この検出器を用いて宇宙線の時間変動や高度・環境条件による違いを測定し、従来の大型装置に依存しない分散型観測の有効性を示した。また、学生が自ら装置を組み立て、データ取得から解析までを体験できる教育ツールとしても高く評価されている。CosmicWatchは、市民科学を通じて素粒子物理や宇宙物理への理解を広げるとともに、次世代研究者育成に貢献する新しい研究・教育プラットフォームとなっている。

新発明が素粒子物理と宇宙理解を拡張(UD Physicist’s Invention Expands Our Knowledge of the Universe, Particle Physics)
Spencer Axani, assistant professor in the Department of Physics and Astronomy, is the inventor of CosmicWatch, a portable, low-cost particle detector that tracks muons, invisible particles that originate from space. The particles help scientists learn more about the universe’s most extreme phenomena.

<関連情報>

CosmicWatch: The Desktop Muon Detector (v3X) CosmicWatch: デスクトップミューオン検出器 (v3X)

Spencer N. Axani, Masooma Sarfraz, Miles Garcia, Collin Owens, Katarzyna Frankiewicz and Janet M. Conrad
Journal of Instrumentation  Published: 22 October 2025
DOI:10.1088/1748-0221/20/10/P10040

Abstract

The CosmicWatch Desktop Muon Detector (v3X) is a compact, low-cost, and portable device designed for detecting ionizing radiation, including cosmic-ray muons. Building on previous iterations, the v3X introduces significant hardware and firmware improvements that enhance sensitivity, usability, and data acquisition capabilities. The detector integrates a plastic scintillator and silicon photomultiplier (SiPM), custom designed electronics for signal processing, onboard data storage, OLED display, environmental sensors, and USB connectivity. With a total component cost under $100 and a build time suitable for high school students, the v3X is ideal for education, outreach, and introductory research applications in particle and astroparticle physics. This paper details the design, performance, and potential use cases of the v3X, supported by example measurements demonstrating its functionality.

1701物理及び化学
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