超高能粒子天文学

TeV粒子天体物理学II：概要评论

TeV Particle Astrophysics II: Summary comments

这次会议的一个统一主题是使用不同的方法来理解TeV范围内及以上高能粒子的天体物理来源。在这个总结中，我回顾伽马射线天文学，中微子天文学和（在某种程度上）引力波天文学如何提供互补的途径，以了解高能粒子的起源和作用，在充满活力的天体物理源。

粒子天文学中相关研究的序贯分析技术

Sequential Analysis Techniques for Correlation Studies in Particle Astronomy

在超高能宇宙射线的到达方向与天体物理物体的类别之间存在统计上显著的相关性，这在天体粒子物理学中是很常见的。我们提出了一种方法来测试潜在的相关信号的先验未知的强度和评估其统计意义的顺序，即，在运行实验中的每个新事件之后。该方法可以应用于测试结束后采集的数据，从而进一步监测信号的显著性。它遵循似然原则，并严格解释了我们对信号强度的无知。

Gamma-ray天文学

Gamma-ray Astronomy

伽马射线天文学与寻找银河系起源的相关性，以及在较小程度上，超高能宇宙射线的相关性，早已被认识到。目前TeV伽马射线领域的复兴产生了大量关于银河系和河外粒子加速器的新数据，这一领域的几乎所有新结果都在最近的国际宇宙射线会议上提出。在这里，我总结了2007年7月在墨西哥梅里达举行的红十字国际委员会第30届会议上提交的175篇关于伽马射线天文学的论文。

HEGRA-Cherenkov望远镜伽玛天文学中多重分形参数的粒子鉴别

Particle Identification by Multifractal Parameters in Gamma-Astronomy with the HEGRA-Cherenkov-Telescopes

Cherenkov图像的空气淋浴也可以使用多重分形和小波参数进行分类，相比传统的Hillas图像参数。这种技术被应用于由HEGRA合作操作的立体成像空气切伦科夫望远镜的相机记录的图像。关于粒子的识别，多重分形和小波参数的性能进行了检查，使用的数据样本从活动星系MKN 501的观测，显示出高伽马射线通量。多重分形参数也结合使用神经网络的方法，以进一步提高伽玛/强子分离的Hillas参数。

来自高亮度和低亮度伽马射线暴的高能cosmic-ray核和多信使天文学的意义

High-energy cosmic-ray nuclei from high- and low-luminosity gamma-ray bursts and implications for multi-messenger astronomy

伽马射线暴（GRB）是超高能（约10^18.5 eV）宇宙射线（UHECR）源的候选源之一。利用Geant 4研究了伽玛暴中包含重核的高能宇宙线加速，并讨论了它的各种意义，同时考虑了高光度（HL）和低光度（LL）伽玛暴.这是因为如果LL伽玛暴形成一个独特的种群，它们也可能对观测到的UHECR通量做出重大贡献。我们表明，不仅质子，而且更重的核可以加速到超高能量的内部，（外部）反向和正向冲击模型。我们还表明，超高能重核，如铁的生存条件几乎是相同的约TeV的伽马射线从源逃逸，并为高能量中微子不会产生太多。中微子和GeV-TeV伽马射线望远镜，如IceCube和KM 3 Net，GLAST和MAGIC的多信使天文学将是重要的，看看GRB是否可以成为超高能重核的加速器。我们还展示了高能中微子和伽马射线的预期光谱，并讨论了它们的可探测性。此外，我们还讨论了GRB-UHECR假说的含义。我们指出，由于HL-GRB和LL-GRB的数密度差别很大，因此用UHECR观测确定它们的数密度也是很重要的。

高能中微子天文学：粒子物理学的机遇

High-Energy Neutrino Astronomy: Opportunities For Particle Physics

在这篇文章中，在克拉科夫主显节会议上的天体粒子物理的基础上，我讨论了高能和超高能中微子天文学在探测粒子物理学超越标准模型提供的一些机会。在对当前和下一代实验进行简短总结之后，我回顾了高能中微子相互作用观测、粒子暗物质搜索以及绝对中微子质量、寿命和伪狄拉克质量分裂测量的前景。

中微子天文学与IceCube天文台和天体粒子物理学的意义

Neutrino Astronomy with the IceCube Observatory and Implications for Astroparticle Physics

冰立方天文台是目前正在南极建造的一座千米^3中微子望远镜。它将包括4800个光学传感器，部署在冰面下1450米至2450米的80个垂直字符串上。目前，IceCube正在使用40个字符串（即2400个光学传感器）来记录数据。冰立方天文台将收集前所未有数量的高能中微子，这将使我们能够继续研究大气中微子通量，并寻找中微子的地外来源，无论是点状的还是未解决的。冰立方的结果将对中微子天体物理学产生重要影响，特别是如果与其他宇宙信使（如伽马射线或超高能宇宙射线）的观测相结合。它们还可能揭示出超高能宇宙射线起源的线索。在这里，我们报告的结果，从AMANDA和最新的结果，从前22串冰立方。

高能中微子天文学：从AMANDA到Icecube

High-Energy Neutrino Astronomy: from AMANDA to Icecube

像IceCube这样的千米级中微子探测器是涵盖核和粒子物理学、宇宙学和天文学的发现仪器。他们的多学科任务的例子包括寻找暗物质的粒子性质和空间的其他小维度。最后，他们的概念设计在很大程度上依赖于观测事实，即自然界将质子和光子分别加速到超过10^{20}和10^{13} eV的能量。宇宙射线的联系决定了宇宙中微子流的规模。在这种情况下，我们讨论的第一个结果完成的AMANDA检测器和其扩展，冰立方的范围。

高能中微子天文学的粒子物理研究

The Particle Physics Reach of High-Energy Neutrino Astronomy

我们讨论了高能中微子天文学的前景，研究粒子物理学的能量制度可比和超越，可在当前和计划中的对撞机。我们描述了各种签名的高能宇宙中微子预期在中微子望远镜和空气淋浴实验，并讨论这些测量的理论模型与量子引力或弦尺度附近的TeV，超对称性和情景与电弱子引起的相互作用的背景下。我们试图进入这些实验的粒子物理范围。

活动星系核中粒子加速对宇宙射线和高能中微子天文学的意义

Implications of Particle Acceleration in Active Galactic Nuclei for Cosmic Rays and High Energy Neutrino Astronomy

本文研究了射电静活动星系核（AGN）和射电强活动星系核中心区高能中微子和宇宙射线的产生。我们使用的模型中，质子加速发生在一个冲击的吸积流到一个超大质量黑洞，并遵循级联的结果，从加速质子的相互作用在AGN环境。我们利用这些结果估算了活动星系核产生的弥散高能中微子强度和宇宙线强度。我们讨论了我们的结果的背景下，正在建设的高能中微子望远镜，和宇宙射线的组成在该地区的"膝盖“的能谱在$\sim 10^7$ GeV的测量。

超高能宇宙射线、Z簇射和中微子天文学的水平向上Tau空气簇射

Ultra High Energy Cosmic Rays, Z-Shower and Neutrino Astronomy by Horizontal-Upward Tau Air-Showers

超高宇宙射线（UHECR）天文学可能与原初中微子天文学相关：事实上，任何远BL Lac喷流或GRB，位于宇宙边缘的UHECR源，都可以在UHE ZeV高能中微子原初的帮助下发送信号，克服严重的GZK截止。这些UHE中微子散射的遗迹轻的（在广泛的热本地群体光环上传播）可能会微调：E_（nu）=（M_Z）^2/m_（nu）= 4 10^（22）eV *（（0.1eV）/m_（nu）），将观测到的轻中微子质量与UHECR谱结合起来，导致热暗晕中的相对论性Z-簇射（e几十Mpc宽），其最终的核成分追踪地球上的UHECR事件。因此，UHECR（不再具有体积GZK约束）可以指向远BL Lac源。这种Z-爆发（Z-簇射）模型需要大的中微子通量。即使自然界不遵循目前的Z模型，UHECR在被大爆炸辐射切断的同时，也必须产生最小的UHE中微子通量，即GZK中微子秒。由于这两个原因，UHE中微子天文学必须在地球上进行测试。最低高能天文学是由AMANDA，ANTARES地下探测器通过μ子轨道搜索的。我们建议一个补充的更高能量的中微子τ天文诱导水平和向上的τ空气簇射。这种新中微子UPTAUs（PeVs能量的向上Tau阵雨）天文学的早期证据可能是在向上地球伽马闪光的BATSE记录中。未来的信号必须在EUSO这样的探测器中找到，寻找向上水平事件：事实上，如果EUSO的阈值通过扩大望远镜尺寸达到10^（19）eV…

高能中微子天文学

High-Energy Neutrino Astronomy

像IceCube这样的千米级中微子探测器是涵盖核和粒子物理学、宇宙学和天文学的发现仪器。他们的多学科任务的例子包括寻找暗物质的粒子性质和空间的其他小维度。最后，他们的概念设计在很大程度上依赖于观测事实，即自然界将质子和光子分别加速到超过10^{20}和10^{13} eV的能量。宇宙射线的联系决定了宇宙中微子流的规模。在这种情况下，我们讨论的第一个结果完成的AMANDA检测器和其扩展，冰立方的范围。类似的实验正在地中海进行。中微子天文学也在向新的方向扩展，努力探测由能量类似于最高能量宇宙射线的中微子引发的空气簇射、声学和无线电信号。

高能中微子天文学

High-Energy Neutrino Astronomy

像IceCube这样的千米级中微子探测器是涵盖核和粒子物理学、宇宙学和天文学的发现仪器。他们的多学科任务的例子包括寻找暗物质的粒子性质和空间的其他小维度。最后，他们的概念设计在很大程度上依赖于观测事实，即自然界将质子和光子加速到分别超过$10^{20}$和$10^{13}$ eV的能量。宇宙射线的联系决定了宇宙中微子流的规模。在这种情况下，我们讨论的第一个结果完成的AMANDA检测器和其扩展，冰立方的范围。类似的实验正在地中海进行。中微子天文学也在向新的方向扩展，努力探测由超EeV中微子引发的空气簇射、声学和无线电信号。

Gamma Ray磁化Zevatrons天文学

Gamma Ray Astronomy with Magnetized Zevatrons

附近的宇宙射线源可以用多信使方法观察到，包括次级伽马射线和中微子，其能量高达ZeV（=10^21 eV）。如果在磁化的环境中，如星系团中产生了~10^18 eV以上的宇宙射线，那么与未磁化的源相比，~1 TeV以下的次级伽马射线的通量可以提高几个数量级。一个特殊的增强源是来自e^+e^-对的同步加速器和级联光子，这些光子是由来自相对陡峭的注入光谱与E^-2.6成比例的源的质子产生的。在超高能宇宙射线实验和伽马射线望远镜中，这些源应该同时可见。

高能宇宙中微子天文学：ANTARES计划

High Energy Cosmic Neutrinos Astronomy: The ANTARES Project

中微子可能提供了一个独特的机会，以高能量探索遥远的宇宙。ANTARES合作旨在建造一个能够观测天体物理源（活动星系核、X射线二元系统等）的大型海底中微子探测器并研究粒子物理学课题（中微子振荡，.）。在描述了这种探测器的研究机会之后，将提出实验现状报告。

关于地基TeV Gamma-ray天文学的现状和未来的白皮书的技术部分

Technology Section of the White Paper on the Status and Future of Ground-based TeV Gamma-ray Astronomy

这是一份关于TeV伽马射线天文学现状和未来白皮书的技术工作组调查结果的报告。该白皮书是美国物理学会委托编写的文件，其完整版本也已发布，可在astro-ph网站上找到。白皮书的这一详细部分讨论了大幅改进ICPs和地基粒子探测器的不同技术机会和技术可行性，以实现比目前使用的仪器更高一个数量级的灵敏度，以及它们计划的升级。提出了改进ICP-AES和地基粒子探测器的技术路线图。

新千年的天文学TeV

TeV Gamma-Ray Astronomy in the new Millennium

本文评述了TeV γ射线天文学领域，着重讨论了它与宇宙射线起源的关系。从超新星遗迹和活动星系中发现TeV光子，提供了第一个直接观测特定天体和TeV尺度粒子产生之间的联系。TeV伽马射线观测限制了电磁波谱的高端，这是测试粒子加速和发射模型最敏感的区域。TeV望远镜为了解耀变体和超新星遗迹做出了重要贡献，然而，将需要下一代大气切伦科夫望远镜和星载伽马射线探测器来揭开强子宇宙射线源的奥秘。TeV观测的简短回顾之后，下一代地基大气切伦科夫望远镜的能力和科学潜力的讨论。

Gamma-Ray宇宙射线天文学

Gamma-Ray Astronomy of Cosmic Rays

带电宇宙射线的天体物理学中的许多基本问题，由于这些粒子在星际空间中传播的混沌性质，在太阳系的原位观测中仍然没有解决。这关系到局部化的单个粒子源的存在和性质以及在银河系中的传输，并建立了对次级伽马射线进行天文观测的必要性。唯一的例外可能是能量在$10^{20}$ eV附近的最高能量粒子，它们可能从它们的产生地以直线轨道到达我们。近年来，尽管仪器灵敏度仍然很低，但在空间和地面上对伽马射线的观测已经取得了很大进展。有人认为，两个基本的问题，首先是关于所有的超新星残余源假说，其次是弥漫的伽马射线背景的贡献，已经接近一个经验的解决方案。除了来自河外天文学的动机外，这种期望是建造新一代高灵敏度伽马射线仪器的根本原因。作为一个典型的例子，H.E.S.S.大气切伦科夫望远镜阵列的描述。

GeV 50以下地基Gamma-Ray天文学的物理势

The Physics Potential of Ground-Based Gamma-Ray Astronomy below 50 GeV

目前，三个能量阈值低于50 GeV的地基空气切伦科夫探测器正在调试（CELESTE和STACEE）或正在建造（MAGIC望远镜）。根据MAGIC望远镜的预期性能，并着重讨论了50 GeV以下能量领域所特有的物理问题，从天体物理、宇宙学和粒子物理问题的角度，对地基高能γ射线天文学的科学前景作了概述。

高能天体物理现象

The Phenomena of High Energy Astrophysics

本文简要介绍了近十年来高能天体物理源研究中的一些热点问题。有人认为，已经取得的巨大进展主要来自于新技术在所有电磁和其他光谱的观测中的应用，在此基础上，下一个十年应该更加令人兴奋。然而，必须在这些光谱中观察宇宙源，以便充分了解它们的性质。此外，有必要通过结合对不同种类源的观测，来学习在很大范围的物理条件下支配宇宙等离子体宏观和微观行为的普遍规律。这两个禁令说明了讨论宇宙学，热气体，超新星遗迹和爆炸，中子星，黑洞和超相对论外流。概述了对银河系宇宙射线加速、富星系团中热气体冷却和超相对论外流性质的新解释。VHE $γ$ -射线天文学、低频射电天文学、中微子天文学、UHE宇宙线物理学和引力波天文学的新前沿特别有前途。

高能中微子天文学展望

Perspectives of High Energy Neutrino Astronomy

本文讨论了利用计划中的km ~ 3望远镜观测高能天体物理中微子流的前景。根据对GeV和TeV的伽马射线以及超高能宇宙射线的观测，有可能作出有充分动机的预测，表明发现这种通量是可能的。然而，这些预测的范围是广泛的，并且在高能宇宙中非常重要的“中微子窗口”的打开并不能保证探测器的当前设计。因此，使用相同的（水/冰切伦科夫）或替代（声学/无线电）技术来扩大探测器接受度的问题至关重要。

高能中微子天文学的发展

Developments in High Energy Neutrino Astronomy

自然界产生能量远高于$10^{20}$ eV的宇宙射线粒子，可能是质子--它们是如何产生的？他们从哪里来的？活跃星系的喷流中产生了能量超过$10^{13}$ eV的伽马射线--这些射线是由高能电子还是质子产生的？伽马射线暴的正确模型是什么？这些只是高能天体物理学中的一些基本问题，需要通过大面积中微子望远镜的观测来回答。

使用切伦科夫望远镜的地面gamma-ray天文学

Ground based gamma-ray astronomy with Cherenkov Telescopes

甚高能（>100 GeV）伽马射线天文学正在成为高能天体物理学和天体粒子物理学的一个重要学科。这一领域目前主要是成像大气切伦科夫望远镜（IACT）和这些望远镜阵列。这种阵列在伽马射线领域已达到最佳的角分辨率和能通量灵敏度，但仍远未达到该技术的基本极限。在这里，我将总结这项技术的一些关键方面，并继续审查主要仪器的现状，并强调最近的结果。

关于地面Gamma-ray天文学的现状和未来的白皮书中关于超新星遗迹和宇宙射线的部分

Section on Supernova remnants and cosmic rays of the White Paper on the Status and Future of Ground-based Gamma-ray Astronomy

这是信噪比/宇宙射线工作组关于地基伽马射线天文学现状和未来白皮书的研究结果报告。该白皮书是APS委托的文件，整体版本也已发布，可以在astro-ph上找到。白皮书的这一详细部分讨论了过去和当前试图观察壳型超新星遗迹和GeV-TeV能量宇宙射线扩散发射的状况。我们集中在未来的地面伽玛射线实验的潜力，研究相对论带电粒子的加速，这是一个主要的未解决的，但基本的，在现代天体物理学的问题。粒子的加速依赖于高能粒子和磁湍流之间的相互作用。在信噪比的情况下，我们可以在已知几何形状的系统中进行空间分辨的研究，从这些观测中推导出的等离子体物理将有助于我们理解其他系统，在这些系统中，粒子加速被认为是发生的，而在这些系统中，像信噪比那样详细的观测是不可能的。

尘埃中的天空--尘埃天文学的方法与展望

The Sky in Dust -- Methods and Prospects of Dust Astronomy

关于银河系组成的信息以多种形式到达太阳系：不同能量的光子，经典地由地面和太空望远镜收集，中性和带电原子粒子，以及固体宏观粒子：宇宙尘埃粒子。尘埃颗粒，像光子一样，携带着来自时空中遥远地点的信息。可以分析这些信息，以了解银河系中固体物质形成和演化所涉及的过程和机制。这种方法被称为“尘埃天文学”，它是通过空间尘埃观测站上的尘埃望远镜进行的。对在地球高层大气中收集的宇宙颗粒的分析表明，每个尘埃颗粒都是一个小世界，有各种不同的亚颗粒，具有不同的星系起源和演化，这是根据元素和同位素分析确定的。来自到达轨迹的运动学特性的关于颗粒起源和演化的独立信息对于将老恒星和超新星中重元素形成的同位素特征与我们银河系中的独特区域（例如已知的恒星形成区域）联系起来是非常宝贵的。在这里，我们提出了一个潜在的尘埃源的天空图，连同现有的实验室硬件的轨迹传感器和大面积质谱仪的报告。

行星级超高能中微子和宇宙射线探测器

Planet-sized Detectors for Ultra-high Energy Neutrinos & Cosmic Rays

银河系外天文学的光子在~0.1 PeV处结束，但我们知道还有超过70年的能量的天体物理来源。为了探测宇宙中最高的能量源和粒子，需要新的信使，如中微子和具有行星大小面积的探测器。本说明提供了一个可能性的一瞥。

用于X射线和Gamma-ray天文学的菲涅耳透镜

Fresnel lenses for X-ray and Gamma-ray Astronomy

相位菲涅尔透镜具有与波带片相同的成像特性，但可以将所有入射功率集中到主焦点，将最大理论效率从11%提高到接近100%。对于X射线，特别是对于伽马射线，可以相对容易地制造大的衍射极限相位菲涅耳透镜。焦距非常长-例如高达一百万公里。然而，图像的相应高的“板尺度”意味着可以利用具有mm空间分辨率的检测器利用直径为几米的衍射限制伽马射线透镜可能的超高（亚微弧秒）角分辨率。这种系统的超高角分辨率天文学的潜力，并为实现某些其他研究迫切需要的灵敏度的改善，进行审查和优点和缺点相对于替代方法进行了讨论。我们报告缩小规模的“证明的原则测试”，这是计划和任务研究的实施菲涅尔望远镜的镜头和探测器上的两个航天器分开一百万公里的空间任务。这样的望远镜将能够分辨超大质量黑洞在其事件视界尺度上的发射，并具有探测遥远超新星伽马射线线所需的灵敏度。我们展示了衍射/折射光学如何导致一个连续的可能的系统设计之间的填充孔径透镜和宽带干涉阵列。

切伦科夫天文学的未来

The Future of Cherenkov Astronomy

在过去的十年里，切伦科夫天文学领域已经成为高能天体物理学的重要贡献者，探测到了8个能量超过300 GeV的天体。这些观测增进了我们对活动星系核、超新星遗迹、河外背景光和宇宙射线加速和产生的认识。目前正在努力开发新的切伦科夫望远镜，这些望远镜将覆盖更广泛的能量范围（10 GeV - 50 TeV），将通量灵敏度提高至少一个数量级，并提供更精确的粒子能量和方向测量。我描述了一些新的切伦科夫望远镜，并讨论了它们对提高我们对天体物理学和基础物理学的理解的潜力。

Lectures on Astronomy, Astrophysics, and Cosmology

This is a written version of a series of lectures aimed at undergraduate students in astrophysics/particle theory/particle experiment. We summarize the important progress made in recent years towards understanding high energy astrophysical processes and we survey the state of the art regarding the concordance model of cosmology.

空间硬X射线天文学中的CZT

CZT in Space Based Hard-X-ray Astronomy

空间硬X射线和伽马射线望远镜探测器材料的一个关键方面是带电和中性粒子撞击探测器在材料内部产生的即时和延迟背景事件的速率。这些粒子是宇宙射线，被困在地球磁场中的粒子，以及宇宙射线与大气层和航天器相互作用产生的次级粒子。在这里，我们提出了碲锌镉（CZT）及其在空间环境中的行为的初步研究。利用MGGPOD仿真软件包对高能X射线成像巡天望远镜（EXIST）中CZT探测器的本底进行了轨道参数估计。EXIST任务将使用6平方米、0.5厘米厚的CZT探测器记录能量范围从10 keV到600 keV的宇宙X射线。探测器将被完全或部分有源屏蔽所屏蔽。对于特定的探测器和屏蔽的几何形状，这里考虑的轨道与低（7度）的倾角，背景率是由低于200千电子伏的弥漫河外星系占主导地位。瞬发和延迟强子背景在这个能量以上变得越来越重要，成为1 MeV以上总背景的主要贡献者。一个完全主动的护盾比一个半主动/半被动的护盾性能稍好。

中微子引起的地球簇射

Neutrino induced showering from the Earth

超高能，UHE，中微子天文学应该很快就能测试到地球。目前，高能中微子天文学的研究主要是由AMANDA、ANTARES等地下探测器进行的，寻找由此产生的独特的μ子次级径迹。我们建议一个更高能量的Tau中微子天文学的基础上水平和向上的Tau空气簇射逃离地球。这些Tau空气簇射极大地放大了单个Tau轨道，通过大量的次级尾巴（数十亿电子对，伽马和数千万μ子束）分布在巨大的区域（公里大小），很容易从高山，气球或卫星阵列探测器观察到（甚至部分）。这种新中微子UPTAUs或HORTAUs（向上或水平的Tau空气簇射）天文学的可能早期证据可能已经在罕见的BATSE伽马记录中发现了短暂的向上伽马簇射，称为地球伽马闪光（TGF）。TGF的功能，能量和到达集群很好地调整到向上的tau空气阵雨。中微子Tau天文学的未来确认必须在EUSO等探测器中找到，寻找向上水平的空气簇射事件：如果EUSO的阈值达到10^{19} eV或更低的能量，通过扩大其望远镜尺寸，甚至可以观察到最小的，有保证的GZK中微子通量

高能天体物理学与下一代射电天文学设施

High energy astrophysics with the next generation of radio astronomy facilities

高能天体物理学很好地利用了高能（X射线、伽马射线）和射电观测的结合，揭示了爆发、吸积、粒子加速和对局部环境介质的动力反馈之间的联系。在微类星体领域，这种联系尤其重要。然而，射电天文学在过去的25年里一直依赖于基本相同的设施，而高能天体物理学，特别是天基研究，有一系列更新和更强大的任务。在接下来的15年里，这种不平衡将得到纠正，一系列新的无线电设施将在2020年代进入平方公里阵列（SKA）。在这篇简短的评论中，我将总结射电天文学的未来前景，并重点介绍可能是未来十年内建造的最令人兴奋的新设施，低频阵列LOFAR及其在高能天体物理学中的应用。

多信使天文学：宇宙射线、伽马射线和中微子

Multi-Messenger Astronomy: Cosmic Rays, Gamma-Rays, and Neutrinos

虽然宇宙射线在一个世纪前就被发现了，但我们不知道它们是在哪里以及如何被加速的。天文学中最古老的问题将很快通过雄心勃勃的实验得到解决，这是一个现实的希望：面积为10，000平方米的空气簇射阵列，空气切伦科夫望远镜阵列和千米级中微子观测站。他们的前辈正在创造科学。我们将回顾亮点：- 宇宙射线：最高能量粒子和GZK截止，宇宙加速器的搜索和天鹅座区域，自上而下的机制：光子与质子？- TeV能量的伽马射线：耀变体，分子云如何揭示质子束，漫射红外背景的第一个暗示？- 中微子：建造更大规模天文台技术的初步结果和概念验证。

来自SNR和TeV的宇宙射线Gamma-Ray天文学

Cosmic Rays from SNRs and TeV Gamma-Ray Astronomy

银河系宇宙射线的起源仍然是一个亟待解决的问题，它是地基伽马射线天文学发展的主要动力。SNRs长期以来被认为是银河系宇宙射线加速的场所，一些SNRs产生伽马射线和非热X射线的证据表明，它们可能能够将粒子加速到多TeV的能量。然而，与此同时，在相同的整体模型框架（扩散冲击加速），是需要适应在TeV的能量上限施加在其他例子。这次审查将提出在TeV能量的SNR观测的状态，他们的解释，并讨论下一代地面仪器的相关参数和问题，他们的能力，以确认SNRs银河宇宙射线源。

最高能量宇宙射线的起源和物理学：我们能从射电天文学中学到什么？

Origin and physics of the highest energy cosmic rays: What can we learn from Radio Astronomy?

在这一讲中，我们将涉及两个方面，一是观测高能粒子效应的新射电方法，二是射电星系在帮助我们理解高能宇宙射线方面所起的作用。我们将在这里集中讨论第二个主题，并回顾第一个主题的最新发展。另一个途径是对进入地球大气层的高能宇宙射线粒子产生的地球同步辐射进行无线电测量，以及对来自月球相互作用的切伦科夫无线电辐射进行无线电测量;对南极洲地平线上冰的相互作用进行无线电观测是一种相关的尝试。射电星系热点是产生最高能量的宇宙射线的主要候选者，以及几乎所有观测到的黑洞发出的相对论喷流中相应的冲击波。我们将回顾论证和验证随后的预测的方法。这涉及到确定活跃源的可靠样本，如黑洞和活跃于恒星形成的星系。俄歇阵列可能会在未来几年内决定，最高能量的宇宙射线来自哪里，因此框架下的任务，非常高的能量中微子和其他粒子。

高度结构化宇宙磁场对超高能cosmic ray传输的影响

The effect of highly structured cosmic magnetic fields on ultra-high energy cosmic ray propagation

磁场与宇宙的大尺度结构密切相关的可能性最近在文献中得到了考虑。在这种情况下，星系际磁场有一个很强的（$μ$ G）规则分量，跨越数十兆秒差距，但局限于片和丝，而巨大的空隙之间几乎没有磁场。如果这是真的，这可能会对超高能宇宙射线的传播产生重要影响，并严重影响我们用带电粒子进行天文学研究的能力。在本工作中给出了这些影响的定量讨论。

中微子天文学与伽马射线暴

Neutrino astronomy and gamma-ray bursts

建造大体积的高能量（>1 TeV）中微子探测器主要是为了寻找银河系外的中微子源。这种源的存在是由超高能（>10^{19} eV）宇宙射线的观测所暗示的，其起源是一个谜。在这次演讲中，我简要地讨论了预期的银河系外中微子信号和实验工作的现状。本文详细讨论了伽马射线暴（GRB）的中微子辐射，GRB可能是高能质子和中微子的来源。预测的伽玛射线暴中微子信号的检测，这可能在未来几年内成为可能，将使人们能够确定超高能宇宙射线的来源，并解决与伽玛射线暴模型的基础物理有关的悬而未决的问题。此外，伽玛射线暴中微子的探测将使人们能够测试中微子的性质（例如味道振荡和与重力的耦合），其精度比目前可能的精度高出许多数量级。

高能中微子天文学讲座

Lectures on High-Energy Neutrino Astronomy

像IceCube这样的千米级中微子探测器是覆盖核物理和粒子物理、宇宙学和天文学的发现仪器。他们的多学科任务的例子包括寻找暗物质的粒子性质和空间的其他小维度。在这些讲座中，我们讨论了宇宙中微子的性质及其来源，对更大规模探测器的需求以及当前探测器的现状和方法。

超高能cosmic ray各向异性的局域宇宙结构特征

The signature of local cosmic structures on the ultra-high energy cosmic ray anisotropies

目前收集超高能宇宙射线（UHECR）的高统计数据的实验正在打开一个新的窗口，宇宙面临着执行UHECR天文学的可能性。在这里，我们讨论了一个大尺度结构（LSS）模型的UHECR原产地，我们评估预期的大尺度各向异性的UHECR到达分布。采用IRAS PSCz目录作为示踪剂的LSS，我们得出的最低统计需要拒绝或评估的相关性的UHECR与重子分布在宇宙中，特别是提供了一个预测的俄歇实验。

Pierre Auger Observatory附近酒店

The Northern Site of the Pierre Auger Observatory

皮埃尔·奥格天文台是一个研究超高能宇宙射线的跨国项目。位于阿根廷门多萨省的南方俄歇天文台将于2007年完工，其仪器覆盖面积为3，000平方公里。它将精确测量超高能宇宙射线的光谱和成分，达到和超过预测的GZK特征。我们正在获得关于南天的能谱、质量组成和到达方向分布的结果。北部俄歇天文台的目的是完成和扩大在南部开始的调查。它将建立带电粒子天文学，从而打开一扇了解宇宙的新窗口。最高能量事件到达方向的分布将为揭开超高能宇宙射线的起源和性质的近百年之谜指明方向。实现这一目标需要收集更多的事件，尽管能量谱急剧下降。计划中的北部站点将在美国科罗拉多州东南部拥有4，000平方英里（10，370 km}^2）的仪器区域。本文介绍了带电粒子天文学、北俄歇天文台的布局和技术实现。

相对论粒子宇宙源中微子通量的界限

Bounds on the neutrino flux from cosmic sources of relativistic particles

为了便于在中微子望远镜中识别可能的新物理特征，例如来自中性中微子湮灭或衰变遗迹的中微子，必须完全控制宇宙中中微子源的天体物理清单。可用的总吸积功率，河外γ射线背景，和宇宙射线质子强度可以用来约束中微子生产的河外源的天体物理模型。宇宙粒子加速器产生的河外μ介子中微子强度的上限，加上星系团中储存的宇宙射线产生的合理的最小中微子强度，为中微子天文学在100 MeV和1 EeV之间的广泛能量范围内提供了一个机会。中微子背景的发现将为天文学开启一个新时代，并为早期宇宙提供第一个清晰的视角。

来自宇宙的高能粒子

High Energy Particles from the Universe

高能粒子天文学领域是令人兴奋和迅速发展的。在过去的几年里，我们探测到了强烈的TeV伽马辐射和能量超过25焦耳的单个宇宙射线粒子的河外源。了解极端条件下天体物理学的工作是这个领域的主要目标。同样重要的是，有可能利用来自太空的高能粒子来探测粒子物理学和宇宙学标准模型之外的东西。本文综述了利用光子、宇宙射线和中微子的高能粒子天文学。

高能中微子天文学：Cosmic Ray的联系

High-energy Neutrino Astronomy: The Cosmic Ray Connection

这是一个中微子天文学的评论锚定的观测事实，自然加速质子和光子的能量超过$10^{20}$和$10^{13}$ eV，分别。虽然宇宙射线的发现可以追溯到近一个世纪以前，但我们不知道它们是如何以及在哪里被加速的。基本粒子物理学规定了它们能量的普遍上限为$5\times10^{19}$ eV，即所谓的格瑞森-库兹明-扎采平截止值;然而，所有实验都观测到了超过这个能量的粒子，这给宇宙线之谜又增加了一个谜团。神秘是进步的沃土：我们将回顾事实以及对来源的猜测，包括伽马射线暴，耀变体和自上而下的场景。重要的结论是，无论源的具体蓝图如何，都需要一个更大规模的中微子观测站来探测与最高能量的宇宙射线和伽马射线相关的中微子束。我们还简要回顾了正在进行的努力，委托这种仪器。

高能中微子天文学：WIN 99

High Energy Neutrino Astronomy: WIN 99

虽然高能中微子天文学是一门多学科的科学，但由于最近的天文观测揭示了γ射线暴作为宇宙粒子加速器的潜力，γ射线暴已成为理论研究的焦点。这聚光灯是共享的高能量望远镜观察振荡大气中微子的潜力的调查。Superkamiokande的结果将大气中微子从校准工具和天文学背景提升到了确认中微子质量证据的机会。然而，随着第一代贝加尔和AMANDA探测器的完成，亮点主要集中在实验方面。来自贝加尔湖探测器的中微子信号预示着地中海的一系列活动。完成的AMANDA望远镜在这次会议上宣布了第一束光，实际上是中微子。

视界外和视界下的宇宙射线天体物理学和中微子天文学

Cosmic Rays Astrophysics and Neutrino Astronomy beyond and beneath the Horizons

现代地面切伦科夫望远镜和阵列闪烁器面对地平线可能很快揭示远宇宙射线或更近的PeVs-EeVs中微子雨天文学。事实上，导致水平簇射的UHE中微子在空气中的相互作用可能通过几个渠道发生：主要的共振渠道，带电核相互作用和中性电流事件。中微子-核子事件也发生类似的事件。这些相互作用在远视界产生强子或电磁簇射，以及它们相关的二次切伦科夫闪光。在地球内部，类似的相互作用正在产生水平但向上的超相对论τ，其在飞行中的衰变是τ空气阵雨的来源（Uptaus和HorTaus）;水平Tau空气淋浴器很少（一到两个数量级）的最高山脉在地平线上增强，如在AUGER实验网站;他们的强子或电磁痕迹优先在PeV-EeV的能量;它们的径迹被它们的μ子-γ束放大，μ子-γ束的信号高于随机噪声，并且在时间重合时被切伦科夫闪光更好地解纠缠。在几十PeVs-EeV能量下，更奇特的UHE超对称相互作用可能会在地平线上闪耀。无论如何，PeVs-EeV能量的普通高能宇宙射线必须在视界处的类魔法切伦科夫望远镜中追踪它们的存在。目前面对地平线的魔术望远镜，在相同的时间内，几乎可以与阿曼达地下中微子探测器相媲美。