The Air-Fluorescence Yield
探测大范围空气簇射的带电粒子引起的空气荧光辐射是研究超高能宇宙射线的一项成熟技术。荧光望远镜提供了一种近似于量热的原始能量测量方法。目前，系统不确定性的主要来源来自我们对荧光产额的有限准确性，即由簇射粒子沉积在大气中的每单位能量发射的荧光光子的数量。在本文中，我们的知识的当前状态的荧光产额的实验和理论将进行讨论。
2008-07-30 astro-ph
Temperature and Humidity Dependence of Air Fluorescence Yield measured by AIRFLY
超高能宇宙射线的荧光探测需要详细了解氮分子在大范围大气参数下的荧光发射，对应于大气中宇宙射线簇射发展的典型高度。本文研究了MeV电子在空气中激发的荧光光谱的温度和湿度依赖性。本文报道了313.6nm、337.1nm、353.7nm和391.4nm波段的结果。我们发现，温度和湿度的依赖性的猝灭过程中改变了荧光产量的相当大的量（高达20%），其效果必须包括一个精确的估计超高能宇宙射线的能量。
2007-11-28 astro-ph
Altitude dependence of fluorescence light emission by extensive air showers
荧光是在地球大气层中形成的广泛的空气簇射引起的。发射的荧光光子的数量取决于空气的条件和簇射粒子在每个发展阶段沉积的能量。在以前的模型计算中，荧光产率的压力和温度依赖性已被研究的动力学气体理论的基础上，假设温度无关的分子碰撞截面。在这项工作中，我们调查的重要性，依赖于温度的碰撞截面和水蒸气淬灭预期的荧光产量。计算将被应用到模拟的空气淋浴，而使用实际的大气剖面估计广泛的空气淋浴重建能量的影响。
2008-06-16 astro-ph
Measurement of the pressure dependence of air fluorescence emission induced by electrons
超高能量（> 10 ^18 eV）宇宙射线的荧光探测需要对氮分子的荧光发射有详细的了解，氮分子是由宇宙射线簇射粒子沿着它们在大气中的路径激发的。我们对MeV电子在干燥空气中激发的荧光光谱进行了精确测量。用高分辨光谱仪测量了284 ~ 429 nm波长范围内34个荧光带的相对强度。荧光光谱的压力依赖性也被测量从几个hPa到大气压。相对强度和碰撞淬灭参考压力的带，由于从一个共同的上水平的过渡被发现与理论预期一致。发现空气中氩气的存在对荧光产率的影响可以忽略不计。我们估计，由于荧光光谱的压力依赖性的宇宙线簇射能量的系统不确定性降低到1%的水平，本文提出的AIRFLY的结果。
2007-03-06 astro-ph
A novel method for the absolute fluorescence yield measurement by AIRFLY
AIRFLY（空气荧光产率）实验的目标之一是测量空气中电子诱导的绝对荧光产率，精度优于10%。我们介绍了一种新的技术，用于测量的绝对荧光产率的337 nm线，具有减少系统的不确定性，由于检测器校准的优点。其原理是将测量的荧光产率与众所周知的过程-切伦科夫发射进行比较。初步测量BFT（束流测试设备）在弗拉斯卡蒂，意大利与350兆电子。在美国阿贡国家实验室的阿贡尾流场加速器中进行的14 MeV电子束测试也表明，这种技术可以在较低的能量下应用。
2008-12-18 astro-ph
Fluorescence in damp air and comments on the radiative life time
用Sr90 $β$源，用电子激发潮湿空气中的光子产额，并与干燥空气中的光子产额作了比较。水蒸气大大降低了产额，然而，需要进一步的研究来评估对超高能宇宙射线能量估计的影响。讨论了荧光效率与辐射去激发寿命的关系。
2005-08-08 astro-ph
Measurement of Pressure Dependent Fluorescence Yield of Air: Calibration Factor for UHECR Detectors
在斯坦福直线加速器中心的最终聚焦测试束的测试实验中，测量了28.5 GeV电子在空气和氮气中的荧光产额。在1个大气压和29摄氏度下，在300和400 nm之间测得的光子产额为Y（760 Torr，空气）= 4.42 +/- 0.73和Y（760 Torr，氮气）= 29.2 +/- 4.8光子/电子/米。假设荧光产率与带电粒子在空气中的能量沉积成正比，在较低的粒子能量下观察到与测量结果的良好一致性。
2005-06-29 astro-ph
Spectral resolved Measurement of the Nitrogen Fluorescence Emissions in Air induced by Electrons
为了用荧光望远镜测量大量空气簇射的初级能量，必须精确了解大气中沉积的能量与发射的荧光光子数之间的转换因子（荧光产率）。荧光产率取决于空气的压力和温度以及水蒸气浓度。在这项工作的范围内的八个最强的氮发射带之间的300 nm和400 nm的荧光产率已被测量使用电子从Sr-90源与能量之间的250 keV和2000 keV。在干燥空气、纯氮和氮氧混合物中，在2 hPa至990 hPa的压力范围内进行了测量。此外，还研究了水蒸气的影响。一种新的荧光产率的参数化的方法被用来分析数据，导致一个一致的描述的荧光产率与最小的一组参数。单氮谱带的绝对精度约为15%。在所研究的能量范围内，荧光产率被证明是独立的电离电子的能量。
2008-02-18 astro-ph
Measurement of air and nitrogen fluorescence light yields induced by electron beam for UHECR experiments
大多数超高能宇宙射线（UHECR）实验和项目（HiRes，AUGER，TA，EUSO，TUS，.）使用空气荧光检测和测量广泛的空气淋浴（EAS）。准确了解荧光产额（FLY）对于重建UHECR至关重要。MACFLY -空气切伦科夫和荧光产额的测量-实验已经被设计用于执行这样的FLY测量。在本文中，我们将提出的FLY的结果在290-440 nm波长范围内的干空气和纯氮，都激发电子的能量为1.5 MeV，20 GeV和50 GeV。该实验使用90 Sr放射源进行低能测量，使用CERN SPS电子束进行高能测量。我们发现FLY与气体中的沉积能量（E_d）成正比，并证明了空气荧光性质与电子能量无关。在1013 hPa、23 ℃的干空气为参考点时，FLY/E_d=17.6光子/MeV，系统误差为13.2%。
2006-12-04 astro-ph
The yield of air fluorescence induced by electrons
利用成熟的分子性质和所涉及的截面的实验数据，计算了由电子激发的干燥空气和纯氮的荧光产率。特别注意的是电离过程中的次级电子的作用。在高压和高能量下，观察到的荧光与电离截面成正比，符合玻恩-贝特定律。在很宽的电子能量（eV-GeV）和压力（1和1013 hPa）的范围内，从实验室测量的预期荧光产额的预测。在能量超过1兆电子伏的实验结果是非常好的协议与我们的计算为纯氮，而发现约20%的差异为干燥的空气，很可能与现有的数据淬火截面的不确定性。讨论了荧光发射、阻止本领和沉积能量之间的关系。
2006-06-19 astro-ph
Impact of Varying Atmospheric Profiles on Extensive Air Shower Observation: Fluorescence Light Emission and Energy Reconstruction
有几个实验测量了大气中大量空气簇射产生的荧光。该光被转换成纵向簇射轮廓，从该纵向簇射轮廓导出关于初级能量和成分的信息。在几个实验室实验中，已经测量了作为EAS实验测量的光剖面和簇射的物理解释之间的转换因子的荧光产额。然而，结果却大不相同。本文提出了一个氮原子相关谱带系统荧光发射随波长和大气条件变化的模型计算。不同的计算与不同的输入参数相结合进行比较。的预测与测量和高度依赖的荧光产量进行了详细讨论。
2006-02-20 astro-ph
Absolute measurement of the nitrogen fluorescence yield in air between 300 and 430 nm
在空气中产生的氮荧光被用来探测超高能宇宙射线并测量其能量。准确地知道宇宙线的绝对荧光产额是提高宇宙线能量测量精度的关键。在干燥空气中使用90 Sr源和[300-430 nm]滤光片测量总收率。当归一化为760 mmHg、15 ℃和电子能量为0.85 MeV时，空气中的荧光产率为4.23 $\pm$ 0.20光子/米。这一结果与以前在各种能量下进行的实验一致，但精度提高了约3倍。首次用谱仪测量了~（90）Sr电子激发氮原子的绝对连续谱。这个实验的细节在作者的一篇博士论文中给出[32]。
2007-04-12 astro-ph
Measurement of air fluorescence light yield induced by an electromagnetic shower
对于大多数超高能宇宙射线（UHECR）实验和项目（HiRes、AUGER、TA、JEM-EUSO、TUS等），扩展空气簇射的检测技术至少基于空气荧光诱导信号的测量。了解超高能量堆的能量-光产额（FLY）对于超高能量堆的能量重建至关重要。MACFLY实验旨在对空气FLY进行绝对测量并研究其特性。在这里，我们报告的测量结果的干空气FLY引起的50 GeV的电磁簇射作为簇射年龄的函数和作为压力的函数。该实验是在欧洲核子研究中心使用SPS电子测试束线进行的。结果表明，空气的FLY与空气中沉积的能量（E_d）成正比。FLY/E_d的比值及其与压强的关系与簇射年龄无关，更一般地说，与所用的激发源（单电子径迹或空气簇射）无关。
2008-10-20 astro-ph
Air shower fluorescence light simulations
本文介绍了一种模拟大面积空气簇射产生的荧光光子的新方法。基于CORSIKA的蒙特卡罗程序产生簇射发展过程中每个带电粒子的荧光光子。这种方法可以对簇射中的粒子和大气中产生的荧光进行全三维模拟。由该程序产生的光子被追踪到望远镜，并应用特定探测器的模拟。这种方法和一维的方法之间的差异定量确定为望远镜和簇射核之间的距离的函数。作为一个特殊的应用，俄歇荧光望远镜可能能够测量簇射的横向分布的最大距离被确定为能量的函数。
2004-09-30 astro-ph
Simulation of air shower image in fluorescence light based on energy deposits derived from CORSIKA
空间分布的能量沉积在大气中的广泛的空气簇射通过电离，从CORSIKA模拟程序中获得的，被用来找到的簇射的光学图像中的荧光分布。用这种方法得到的簇射图像比从簇射中粒子的NKG横向分布得到的图像略小。图像的大小显示出对初级粒子类型的小依赖性。
2004-03-01 astro-ph
Comparison of air fluorescence and ionization measurements of E.M. shower depth profiles: test of a UHECR detector technique
测量空气中的荧光作为深度的函数在电磁簇射发起的28.5 GeV电子束的报告。的光产额进行了比较与预期的和观察到的电离在淋浴的深度分布。验证了大气荧光剖面在测量超高能宇宙射线中的应用。
2005-10-12 astro-ph
The shower size parameter as estimator of extensive air shower energy in fluorescence telescopes
荧光技术已成功地用于间接测量探测高能宇宙射线。其基本思想是，在大气簇射中的带电粒子的数量，即其纵向轮廓，可以从发射的氮荧光的量提取。然而，簇射涨落的影响和不同核素在初级宇宙射线谱中的可能存在使得从荧光数据分析估计簇射能量成为一项困难的任务。我们调查的潜力，簇射的大小在最大深度作为估计簇射能量。对荧光的检测进行了详细的仿真，并对重建误差进行了分析。我们扩展我们的计算HiRes和EUSO实验。与标准分析程序相比，这种方法在能量重建方面具有一定的优势。
2005-11-23 astro-ph
3D Reconstruction of Extensive Air Showers from Fluorescence Data
提出了一种重建荧光探测器所看到的广泛空气簇射三维结构的新方法。对于连续的时间仓，在二维像素中完成对簇射的观察。时间相当于第三个维度。假设宇宙射线簇作为以光速移动的平面波前传播，空间中的复杂3D体积可以与每个测量的电荷（每个像素和时间仓）相关联。空间中的3D描述允许同时访问每个淋浴的纵向和横向轮廓。在几只眼睛观察同一个淋浴的情况下，该方法给出了所有信息的直接组合。该方法处于早期开发阶段，不用于俄歇数据的一般重建。
2007-07-30 astro-ph
Effect of Clouds on Apertures of Space-based Air Fluorescence Detectors
天基超高能宇宙射线探测器观测到对流层中这些粒子产生的大量空气簇射产生的荧光。云可以散射和吸收这种光，并在能量测定和光谱归一化中产生系统误差。我们研究的可能性，使用红外遥感数据从MODIS和GOES卫星划定明确的地区的大气。探测超高能宇宙射线（其簇射不与云相交）的效率是针对真实的夜间云场景确定的。我们使用的MODIS SST云掩模产品定义清晰的像素沿赤道的云场景，并使用OWL蒙特卡罗生成阵雨的云场景。我们发现，无云阵雨与最接近的三个像素的多云像素的效率是6.5%，排除其他因素。我们的结论是，定义完全无云的孔径会将天基荧光探测器的灵敏度降低到不可接受的小水平。
2003-02-24 astro-ph
Air fluorescence measurements in the spectral range 300-420 nm using a 28.5 GeV electron beam
测量报告的产量和光谱的荧光，激发的28.5 GeV的电子束，在空气中的超高能宇宙射线探测器感兴趣的压力范围。波长范围为300 - 420 nm。利用氮激光束的瑞利散射进行了系统校准。在304 K的大气压干燥空气中，产额为20.8 +/- 1.6光子/MeV。
2007-08-23 astro-ph
Energy Estimation of UHE Cosmic Rays using the Atmospheric Fluorescence Technique
我们使用CORSIKA空气簇射模拟程序来回顾用空气荧光技术观察到的超高能（UHE）宇宙射线的能量分配方法。这种技术使用大气作为量热计，我们确定必须对量热能量进行的修正，以产生初级宇宙射线能量。
1999-12-22 astro-ph
The use of the Cherenkov radiation and the fluorescence light to calibrate the energy of giant air showers
根据夸克-胶子弦模型，分析了用参数s（600）（距簇射核600 m处闪烁体中的能量沉积密度）估算巨空气簇射能量的经典方法。在混合方案中借助于CORSIKA码的信号s（600）的模拟示出了能量估计，其比雅库茨克阵列处采用的能量估计低大约1.6倍。利用切伦科夫辐射计算的能量估计值与实验数据相吻合。借助GEANT 4程序和CORSIKA程序对大气中沉积的能量分布进行的模拟表明，超过20%的能量可能沉积在距离簇射轴100米以上的地方。
2007-03-01 astro-ph
Limitations on Space-based Air Fluorescence Detector Apertures obtained from IR Cloud Measurements
由于光子信号的吸收和散射，空气簇射器和天基探测器之间的云的存在可以显著地改变所测量的信号特性。此外，还需要了解所观测大气中的云量，以确定这种探测器的瞬时孔径。在探索云-空气簇射相互作用的复杂性质之前，我们先研究一个简单的问题。我们调查的超高能宇宙射线事件，预计可能会发生在所观察到的大气中的云不遮挡体积的分数。为此，我们使用基于空间的红外数据与Monte Carlo模拟$10^{20}$ eV的空气簇射，以确定可接受的事件分数。地球观测仪器，如中分辨率成像光谱仪，通过一种CO $_2$切片技术测量云的详细结构，这种技术可用于确定大面积的云顶高度。因此，如果观测到的事件的三维端点出现在低云上方以及无云大气区域，则事件可以被接受。初步分析已经确定，通过接受出现在低云上方的空气阵雨，非遮蔽的接受度可以比使用无云标准获得的接受度增加大约3倍。
2003-05-21 astro-ph
Ultra High Energy $ν_τ$ Detection Using Cosmic Ray Tau Neutrino Telescope Used in Fluorescence/Cerenkov Light Detection
我们研究了基于空气簇射荧光/切伦科夫光探测器技术的宇宙线τ中微子望远镜（CRTNT）探测$ν_τ$的可能性。这种方法需要$ν_τ$与山脉或地壳等材料的相互作用。在带电电流相互作用中产生的$τ$轻子必须逃离地球，然后衰变并在空气中引发簇射。从$ν_τ$到空气簇射的转换的概率已经计算了从1 PeV到10 EeV的能量范围。使用Corsika模拟软件包开发了一个空气簇射模拟程序。触发效率已被估计为CRTNT探测器类似的HiRes/骰子探测器在山的阴影。惠勒在内华达州，美国。对于AGN中微子源模型，在探测器的优化配置和占空比下，预计每年约有8次触发事件。
2004-11-24 astro-ph
Analysis of shower size as estimator of extensive air shower energy
荧光技术已成功地用于间接测量探测高能宇宙射线。其基本思想是，在大气簇射中的带电粒子的数量，即其纵向轮廓，可以从发射的氮荧光的量提取。然而，簇射涨落的影响和不同核素在初级宇宙射线谱中的可能存在使得从荧光数据分析估计簇射能量成为一项困难的任务。我们调查的潜力，簇射的大小在最大深度作为估计簇射能量。对荧光的检测进行了详细的仿真，并对重建误差进行了分析。我们扩展我们的计算俄歇和EUSO实验。这种方法对于未完全包含在检测器的视场内的簇射特别感兴趣。
2005-09-16 astro-ph
A Measurement of Time-Averaged Aerosol Optical Depth using Air-Showers Observed in Stereo by HiRes
宇宙射线能量的空气荧光测量必须根据大气的衰减进行校正。在本文中，我们表明，空气淋浴本身可以产生一个测量的气溶胶衰减的光学厚度，时间平均在较长的时间内。虽然该技术缺乏统计能力，使关键的每小时的测量，只有专门的有源仪器可以实现，我们注意到该技术不依赖于绝对校准的检测器硬件，并不需要额外的设备以外的荧光检测器，观察空气淋浴。本文介绍了该技术，并提出了分析的基础上观察立体的高分辨率蝇眼超过四年的跨度1258空气簇射的结果。
2006-01-04 astro-ph
Atmospheric Monitoring for the Pierre Auger Fluorescence Detector
荧光能量测量的主要不确定性来自各种大气传输、空气切伦科夫减法、光多次散射和云校正的精度。本文概述了用于大气监测的俄歇计划，该计划旨在测量这些修正并使这些不确定性最小化。
2003-08-25 astro-ph
The Fluorescence Detector of the Pierre Auger Observatory - A Calorimeter for UHECR
皮埃尔·奥格天文台是一个混合探测器，用于探测能量高于10 $^{18.5}$ eV的超高能宇宙射线（UHECR）。目前，位于南半球阿根廷的观测站第一部分即将完工。一种检测技术使用超过1600个水切伦科夫坦克在地面上的样本，广泛的空气淋浴（EAS）的二次粒子进行检测。第二种技术是对EAS在大气中沉积的能量进行量热测量。EAS的带电二次粒子通过电离在大气中失去部分能量。所沉积的能量被转换成空气分子的激发，然后部分地作为荧光发射，主要来自氮，波长范围在300和400 nm之间。这种光是由放置在表面阵列边界的4个站中的24个荧光望远镜观测到的。该装置提供了同一事件的纵向簇射发展和地面横向粒子分布的组合测量。将介绍荧光技术和必要的大气监测的细节，以及UHECR的第一个物理结果。
2006-08-03 astro-ph
Techniques for measuring atmospheric aerosols at the High Resolution Fly's Eye experiment
我们描述了几种技术开发的高分辨率蝇眼实验测量气溶胶垂直光学厚度，气溶胶水平衰减长度，气溶胶相函数。该技术是基于测量的侧向散射光产生的可操纵的紫外激光器和收集的光学探测器，旨在测量宇宙射线空气淋浴的荧光。我们还提出了一种技术来交叉检查气溶胶光学厚度测量使用的空气簇射观测立体。这些方法可用于未来的空气荧光实验。
2005-12-15 astro-ph
The Multiply Scattering Effect on the Energy Measurement of UHE Cosmic Rays using Atmospheric Fluorescence Technique
大气中的点光源由于大气散射的作用而被光环所包围。本文用蒙特卡罗方法和迭代法计算了日晕辐射随时间变化的性质。由于光环在紫外线中特别重要，这是使用空气荧光技术（如Fly's Eye或High-Resolution-Fly's Eye（HiRes））的超高能（UHE）宇宙射线实验的区域。研究了多次散射对能量测量的影响。
2000-04-12 astro-ph
The Current Status and Prospect of the Ta Experiment
望远镜阵列（TA）实验旨在观察宇宙射线引起的极高能量的空气簇射。它将被部署在美国犹他州的一个沙漠中;一个3平方米的闪烁计数器阵列将分布在760平方公里的范围内，3套空气荧光望远镜将被放置在阵列的周边。它的主要目的是对GZK截止区的宇宙线谱进行决定性的测量。我们预计TA将在2007年春季提供第一批数据。由于其独特的功能包括：1）混合测量计划下降到10^17.5 eV，2）通过使用电子直线加速器产生的人工空气簇射校准荧光检测，3）LHC的相互作用模型校准。
2005-11-19 astro-ph
Cherenkov Flashes and Fluorescence Flares on Telescopes: New lights on UHECR Spectroscopy while unveiling Neutrinos Astronomy
切伦科夫望远镜（如魔术，赫斯和真理），而指向水平也应揭示附近的下行空气淋浴的荧光耀斑尾巴。这种空气簇射，出生在较高的高度（几十公里），正在增长和扩展到最低的大气层（EeVs）或更高的（几公里）配额（PeVs）。反之亦然，正如人们所预见的，而且只是最近才观察到的那样，情况正好相反。用于UHECR探测的荧光望远镜可以由倾斜的切伦科夫光照亮。地磁分裂可能标记的能量，以及倾斜的淋浴足迹，看到在最近的一个特殊的事件在Auger。额外的立体探测可以定义事件起源的距离和随之而来的主要成分，扩展我们对UHECR成分的理解，同时揭示一个新的τ中微子天文学。
2007-10-31 astro-ph hep-ph
Universality of electron distributions in high-energy air showers - description of Cherenkov light production
利用簇射模拟程序CORSIKA研究了高能簇射中电子的能量和角分布。基于这两种分布的普遍性，我们开发了一个分析描述的切伦科夫光发射在广泛的空气簇射，它提供了光子的总数和角分布。参数化可以用于例如计算直接和散射切伦科夫光对用空气荧光技术测量的簇射轮廓的贡献。
2005-12-22 astro-ph
Pierre Auger Atmosphere-Monitoring Lidar System
宇宙射线空气簇射实验的荧光探测技术需要精确的大气特性知识来重建空气簇射能量。到目前为止，在类似沙漠地区的大气被认为是足够稳定的，因此偶尔校准大气衰减就足以重建阵雨剖面。然而，在最近的荧光探测器实验中报告了严重的困难，导致在极端能量下宇宙射线光谱的系统误差。因此，已经为阿根廷Malargue的Pierre Auger天文台建造了一个扫描后向散射激光雷达系统，将在那里进行在线大气监测。一个激光雷达系统已在洛斯莱昂斯荧光探测器场址部署，第二个系统目前（2003年4月）正在科伊韦科场址建造。接下来的既定的，一种新的分析方法，假设水平不变性，使用多角度测量明确测量光学深度，以及吸收和后向散射系数。
2003-05-21 astro-ph
Acceptance of fluorescence detectors and its implication in energy spectrum inference at the highest energies
多年来，HiRes和AGASA实验探索了荧光和地面阵列实验技术来测量广泛的空气簇射，这两者对于研究超高能宇宙射线都是必不可少的。然而，这种合作已经公布了矛盾的能量谱以上的GZK截止。在这篇文章中，我们研究了荧光望远镜在最高能量下对不同初级粒子的接受度。使用CORSIKA和CONEX淋浴模拟没有和新的预淋浴计划，它允许光子在地球磁场中相互作用，我们估计的HiRes-I望远镜的伽马射线，铁原子核和质子原色的模拟事件和初级能量的数量的函数的孔径。我们还研究了强子和γ射线簇射发展的系统差异可能掩盖或扭曲宇宙射线能谱的重要特征，其能量高于光子产生阈值。在自上而下的生产模型的背景下，这些影响的荧光检测器的真实接受的影响进行了分析。
2005-09-20 astro-ph
Reconstruction of Longitudinal Profiles of Ultra-High Energy Cosmic Ray Showers from Fluorescence and Cherenkov Light Measurements
本文提出了一种重建超高能宇宙射线引起的大范围空气簇射纵向剖面的新方法。与通常考虑的簇射尺寸分布相反，该方法直接利用簇射颗粒在大气中的电离能沉积。由于电子和正电子能谱的普适性，荧光和切伦科夫光可以同时用作信号，以从检测到的光推断簇射轮廓。该方法是基于一个分析的最小二乘解估计的簇射轮廓从观察到的光信号。此外，外推的观测部分的配置文件与Gaisser-Hillas函数进行了讨论和总的统计不确定性的簇射参数，如总能量和簇射最大值计算。
2008-01-28 astro-ph
Photon yields from nitrogen gas and dry air excited by electrons
为了探测超高能宇宙射线（UHECR），可以通过反射镜光电传感器系统测量来自广泛空气簇射的轨迹的大气荧光。在这类实验中，电子激发不同密度和温度的空气的光子产额是估算UHECR一次能量的最基本信息。用Sr 90 $β$源研究了在氮气和干燥空气中辐照时光子产额和激发态寿命的压力依赖性。在1000 hPa和20 $^{\circ}$ C下，0.85 MeV电子激发的空气中300 nm和406 nm之间的光子产额为3.73 ± 0.15（± 14%系统）光子/米。空气密度和温度的依赖性给出了应用UHECR观测。
2003-08-26 astro-ph
New measurement on photon yields from air and the application to the energy estimation of primary cosmic rays
空气荧光技术用于探测超高能宇宙射线（UHECR），并估算其能量。在不同密度和温度的空气中，由于电子激发而产生的光子产额是至关重要的。在我们以前的报告之后，实验继续使用Sr 90 $β$源来研究在氮气和干燥空气中辐射的光子产额的压力依赖性。测量了300 ~ 430 nm之间15个波段的光子产额。在1013 hPa和20 $^{\circ}$ C下，在空气中由0.85 MeV电子激发的300 nm和406 nm（用于大多数实验）之间的总光子产额为3.81 ± 0.13（± 13%系统学）光子/米.给出了15个波段的空气密度和温度依赖关系，以供UHECR观测应用。
2004-08-20 astro-ph
Improved Method of the Extensive Air Shower Arrival Direction Estimation
广泛的空气阵雨到达方向（EAS测角仪）的测量系统的属性，包括一组空间上分离的探测器注册EAS正面通道的时刻，被认为是。与常用的平面测角仪相比，体积测角仪的优点。提出了探测器空间布置的合理选点方法，在给定探测器数量和安装外形尺寸的情况下，可获得最佳的估计精度
2008-04-10 astro-ph
One-dimensional Hybrid Approach to Extensive Air Shower Simulation
本文提出了一种有效的一维大范围空气簇射模拟方案，并在CONEX程序中实现。显式蒙特卡罗模拟的高能部分的强子和电磁级联在大气中相结合的级联方程的数值解较小的能量子簇射，以获得准确的簇射预测。所开发的计划使我们能够计算不仅与粒子数（簇射大小），但也电离能存款配置文件，这是需要采用荧光技术的实验数据的解释有关的可观的。我们详细讨论了开发的基本算法，并说明了该方法的力量。结果表明，蒙特卡罗，数值和混合空气簇射计算得到一致的结果，同意非常好的CORSIKA程序内获得的。
2006-06-22 astro-ph
Universal lateral distribution of energy deposit in air showers and its application to shower reconstruction
研究了簇射像中的光强分布及其对荧光技术重建初级能量的意义。详细的CORSIKA能量沉积模拟的基础上，一个通用的解析公式推导出的淋浴图像中的光的横向分布，并获得一个校正因子，以占淋浴光的分数落入边远像素的检测器。对于几个典型的事件几何形状的预期的光剖面和相应的校正的主簇射能量示出。根据淋浴器的几何形状，淋浴器能量的这种校正可以超过10%。
2005-05-18 astro-ph
Methods of Determination of the Energy and Mass of Primary Cosmic Ray Particles at Extensive Air Shower Energies
能量在E = 5 x 10^{14} eV以上的宇宙线粒子的测量是通过大面积地面空气簇射实验进行的。只有它们才能提供在所涉及的低通量水平下获得足够的统计数据所需的收集能力。在这篇评论中，我们简要地概述了物理和天体物理学的利益，这样的测量和讨论更详细的各种实验技术应用于重建的能量和质量的初级粒子。这些包括表面阵列的粒子探测器以及切伦科夫和荧光的观察。大量的各种各样的空气簇射观测，然后重建从这样的数据，并用于推断通过比较空气簇射模拟的初级粒子的属性。不同方法的优点，局限性和系统的不确定性将被严格讨论。
2001-01-29 astro-ph
Extremely High Energy Neutrinos and their Detection
我们详细讨论了能量超过10^18 eV的极高能中微子的产生。产生这种中微子的最确定的过程是在宇宙背景光子场中由EHE宇宙射线产生的中微子。然而，使用假设的EHE宇宙射线源的演变是一致的，从无线电和X射线范围内的深类星体调查的结果，由此产生的中微子通量从这个过程是不够强大的似是而非的检测。然而，如果最近探测到的能量远远超过10 ^20 eV的最高能量宇宙射线是早期宇宙中形成的拓扑缺陷湮灭的结果，则可能存在可测量的EHE中微子通量。这种衰变产生的中微子达到大统一（GUT）尺度的能量，超高能中微子与宇宙背景中微子的碰撞引发中微子级联，这增强了地球上的EHE中微子通量。我们已经计算了中微子通量，包括这种级联效应，无论是无质量或大质量的中微子，我们发现，这些通量是可以想象的空气荧光探测器，现在正在开发。中微子引发的簇射可以通过它们在大气层深处开始来识别。我们评估了使用空气荧光空气簇射探测器探测EHE中微子的可行性，并得出了预期的事件率。产生深穿透空气簇射的其他方法构成可忽略的背景。
1996-08-28 astro-ph
Measurement of the Aerosol Phase Function at the Pierre Auger Observatory
空气荧光探测器通过收集氮分子沿着广泛的空气簇射级联发射的荧光来测量超高能宇宙射线的能量。为了确保可靠的能量确定，光信号需要针对大气效应进行校正，大气效应不仅使信号衰减，而且由于散射的切伦科夫光和多重散射光而产生不可忽略的背景分量。校正需要定期测量气溶胶衰减长度和气溶胶相函数，定义为光在给定方向上散射的概率。在阿根廷马拉格的皮埃尔·俄歇天文台，相位函数是使用两个气溶胶相位函数（APF）光源每小时测量一次的。这些光源引导UV光束穿过荧光检测器的视场;相位函数可以从荧光检测器相机中的拍摄图像中提取。本文介绍了皮埃尔俄歇天文台有源滤波器系统的设计、现状、标准操作程序和性能。
2007-07-02 astro-ph physics.ao-ph
Acceptances for Space-Based and Ground-Based Fluorescence Detectors, and Inference of the Neutrino-Nucleon Cross-Section above 10^19 eV
超高能中微子的探测将有助于解开宇宙中最猛烈的源的动力学，并揭示极端能量下的中微子截面。在~ 10^20 eV以上，中微子很可能是唯一的宇宙原初粒子。因此，重要的是要知道拟议的空气簇射实验的可接受性（事件率/通量），以探测在我们的大气中发起的“水平”中微子事件，以及在地球表面岩石或海洋中发起的“掠地”事件。我们计算这些验收荧光探测器，无论是基于空间的EUSO和OWL的建议，和地面为基础，与俄歇，HiRes和望远镜阵列。中微子截面sigma_nuN在能量高于5.2 x 10^13 eV时无法测量。虽然QCD外推为sigma_nuN提供了有动机的猜测，但新的物理学可能会介入，提供一个惊喜。因此，我们给出了在10^（-34）到10^（-30）cm ^2的有趣范围内，水平（HAS）和上行（UAS）空气簇射的可接受性作为sigma_nuN的函数。研究了中微子能量、中微子阈值能量、簇射长度、柱密度和云层厚度对受纳的影响。对于UAS，我们提出了陆地（岩石）和海洋（水）上事件的接受。后者大约大一个数量级，因此有利于天基探测器。我们重新审视了Kusenko和Weiler的想法，即从HAS与UAS事件的比率推断E_nu ~ 10^20 eV处的sigma_nuN，并找到了有利的结果。我们的计算主要是分析性的。UAS计算中包括Taus的实际能量损失和地球曲率效应。
2005-12-08 astro-ph hep-ph
Simulations of black hole air showers in cosmic ray detectors
我们提出了一个全面的研究TeV的黑洞事件在地球大气层起源的宇宙射线的非常高的能量。本文发展了一个先进的fortran蒙特卡罗程序，并用于模拟超高能中微子-核子相互作用引起的黑洞大范围空气簇射。我们研究这些事件的特征，比较黑洞空气簇射的标准模型的空气簇射，并测试不同的理论和唯象模型的黑洞的形成和演化。发现黑洞空气簇射的主要特征与所考虑的模型无关。在荧光望远镜和/或地面阵列上，不可能观察到模型之间的显著差异。我们还讨论了在黑洞空气淋浴头“双爆炸”签名。我们发现，第二次爆炸中储存的能量太小，无法产生可检测的峰值。我们的结果表明，在超高能宇宙射线的TeV级黑洞的理论导致强大的预测，但新的物理学的精细印刷品很难在不久的将来通过大气黑洞事件进行调查。
2005-11-14 astro-ph gr-qc hep-ph
