Simulations and parametrisation of radio emission from cosmic ray air showers
已知宇宙射线空气簇射会以大约几十兆赫的频率发射脉冲无线电辐射。伴随着LOPES项目的实验工作，位于卡尔斯鲁厄研究中心的KASCADE-Grande站点，我们模拟了在地球磁场中偏转的电子-正电子对的相干地球同步辐射方案中的潜在发射机制。作为我们早期的分析计算的后续行动，我们已经开发了一个蒙特卡罗模拟的基础上分析参数化的空气簇射属性，包括纵向和横向粒子分布，粒子能量和轨道长度分布，以及纵向簇射发展作为一个整体。在这里，我们提出了详细的模拟结果。重要的发现是，尽管地磁场引入了不对称性，但在总场强发射模式中没有显著的不对称性，地球同步辐射的偏振特性，允许对地磁发射机制进行明确的测试，以及无线电发射对重要的簇射参数的依赖性，如簇射天顶角，一次粒子能量和簇射最大深度。作为一个特别有用的结果，这些依赖性已被总结在一个简单的参数化公式，提供了一个坚实的基础，解释与当前和未来的实验收集的实验数据。
2005-07-01 astro-ph
Simulations of Radio Emission from Cosmic Ray Air Showers
宇宙射线空气簇射产生的无线电发射有可能成为宇宙射线研究的一种额外的、具有成本效益的观测技术，在很大程度上补充了成熟的粒子探测器和空气荧光技术。本文用蒙特卡罗方法模拟了在地球磁场中回旋的电子-正电子对相干同步辐射方案下的大范围空气簇射射电辐射。我们的模拟的初步结果是预测的频率，初级粒子的能量，簇射天顶角，簇射方位角和偏振依赖的无线电发射。这些性质可以直接与LOPES和其他实验测量的数据相关。
2004-10-28 astro-ph
Fluctuations in the EAS radio signal derived with improved Monte Carlo simulations based on CORSIKA
宇宙射线空气簇射是已知的发射脉冲无线电辐射，它可以被理解为相干地球同步辐射产生的偏转电子-正电子对在地球的磁场。在这里，我们提出了模拟进行了改进版本的蒙特卡罗代码计算地球同步辐射。取代以前解析参数化的纵向空气簇射发展与CORSIKA产生的纵向配置文件，我们研究了无线电通量的变化所产生的固有波动之间的个别空气簇射。此外，我们通过比较质子和铁诱导的阵雨产生的发射，量化的无线电发射的依赖性的主要粒子的性质。这只是将更真实的空气簇射模型纳入我们的蒙特卡罗代码的第一步。包括高度逼真的CORSIKA粒子能量，动量和空间分布，以及电离损失的分析处理，将很快允许模拟无线电发射前所未有的细节。这对于评估大径向距离处的发射强度特别重要，这是对LOPES与KASCADE-Grande一起测量的无线电信号进行事件间比较所必需的，也是对旨在测量超高能宇宙射线的无线电发射的大型无线电天线阵列（如LOFAR或Pierre Auger天文台）的考虑所必需的。
2005-07-01 astro-ph
Monte Carlo simulations of radio emission from cosmic ray air showers
作为解释LOPES和其他实验收集的数据的基础，我们进行了宇宙线空气簇射的地球同步辐射的蒙特卡罗模拟。模拟，经过仔细验证与分析计算，揭示了丰富的信息的无线电信号的特性和它们对特定的空气簇射参数的依赖。在这篇文章中，我们回顾了无线电发射的空间特征，其预测的频谱和它的依赖于重要的空气簇射参数，如簇射天顶角，初级粒子的能量和簇射最大值的深度，这反过来又可以涉及到的初级粒子的性质。
2005-10-17 astro-ph
Amplified radio emission from cosmic ray air showers in thunderstorms
宇宙线空气簇射产生射电辐射，其中大部分是地球同步辐射。由于辐射机制是基于粒子加速，大气电场可以发挥重要作用。特别是在雷雨云内部，可能存在大的电场。我们从理论和实验上研究了电场对发射机制的贡献。考虑了射电辐射放大的两种机制：簇射粒子的加速辐射和电离电子在电场中运动产生的电流辐射。我们选择和评估LOPES数据记录在雷暴，多云和无云天气期间。我们发现，在雷暴期间，无线电发射可以强烈增强。在无云的天空或多云期间没有发现放大的脉冲，这表明无线电空气簇射测量的电场效应在非雷暴条件下可以安全地忽略。
2007-02-26 astro-ph
Radio emission from cosmic ray air showers: simulation results and parametrization
我们已经开发了一个复杂的模型的无线电发射从广泛的空气淋浴在相干同步辐射的计划，从当前和未来的实验数据的解释提供了理论基础。通过分析计算、蒙特卡罗模拟和历史实验数据的比较验证了模型，现在我们提出了用我们的蒙特卡罗代码进行的广泛模拟的结果。重要的结果是没有显着的不对称性，在总场强发射模式，光谱依赖的辐射，偏振特性的发射（允许对地磁发射机制进行明确的测试），以及无线电发射对重要的空气簇射和观测参数的依赖性，例如簇射天顶角，初级粒子能量，簇射的最大深度和观察者的位置。一个分析参数化，将上述依赖总结我们的结果在一个特别有用的方式。
2005-10-17 astro-ph
Radio detection of cosmic ray air showers with LOPES
在过去几年中，宇宙射线空气簇射的无线电探测经历了真正的复兴，在一些新的实验和模拟工作中变得明显。特别是，LOPES项目成功地实施了现代干涉测量方法，以测量广泛的空气簇射的无线电发射。LOPES证实，正如地球同步加速器机制所预期的那样，这种发射是相干的，是地磁源发射，并表明大规模应用无线电技术具有很大的潜力，可以补充目前对超高能宇宙射线的测量。我们描述了当前的状态，最新的结果和悬而未决的问题，关于无线电探测的宇宙射线和正在进行的研究和开发的应用程序的皮埃尔俄歇天文台的框架内的无线电技术的概述。
2006-09-15 astro-ph
A radio air shower surface detector as an extension for IceCube and IceTop
IceCube中微子探测器安装在南极冰盖上，用于测量高能中微子。为此，4800个光电倍增管（PMT）被部署在1450米至2450米的冰层深处，以测量中微子诱导的带电粒子，如μ子。IceTop是一个表面空气簇射探测器，由位于IceCube顶部的160个切伦科夫冰罐组成。为了扩展IceTop，可以建造一个无线电空气簇射探测器，以显着增加在更高的簇射能量和倾斜的簇射的灵敏度。由于宇宙射线引起的空气簇射是冰立方中μ子背景的主要部分，IceTop不仅是一个空气簇射探测器，也是减少冰立方中μ子背景的否决权。空气簇射可以用无线电表面探测器通过无线电信号探测到。主要的发射过程是e+ e簇射粒子在地球磁场中发射的相干同步辐射（地同步辐射效应）。模拟的预期无线电信号的空气阵雨。估计了不同天线场配置的灵敏度和能量阈值。
2007-08-24 astro-ph
Detection and imaging of atmospheric radio flashes from cosmic ray air showers
能量> 10^20 eV的超高能宇宙射线（UHECRs）的本质仍然是个谜。它们很可能起源于河外，但应该在~50 Mpc内通过与宇宙微波背景的相互作用而被吸收。由于在银河系的这个距离内没有足够强大的加速器，对UHECR的解释范围从不寻常的天体物理来源到奇异的弦物理。同样不清楚的是，UHECR是否由质子、重核、中微子或伽马射线组成。为了解决这些问题，需要具有更高占空比并且结合多种检测技术的更大的检测器。另一方面，来自UHECR的无线电发射不受衰减的影响，具有高占空比，给出量热测量并提供高定向精度。在这里，我们报告的宇宙射线空气淋浴使用低成本的数字无线电接收机的无线电闪光的检测。我们表明，辐射可以理解的地球同步辐射效应。我们的研究结果表明，它应该是可能的，以确定与组合的无线电和粒子探测器的UHECR的性质和组成，并检测到超高能中微子预期的味道混合。
2005-05-18 astro-ph
Radio emission from cosmic ray air showers: Monte Carlo simulations
本文采用时间域蒙特卡罗模拟方法，在相干同步辐射方案下模拟了宇宙线空气簇射的射电辐射。我们的模型考虑到重要的空气簇射特性，如横向和纵向的粒子分布，粒子轨道长度和能量分布，一个现实的磁场几何形状和簇射演化作为一个整体。蒙特卡罗方法使我们能够保留完整的偏振信息，并进行计算，而不需要任何远场近似。我们展示了开发的策略，以解决与大量的粒子为大量的观察箱的模拟相关的计算工作，并说明了这些技术的鲁棒性和准确性。我们预测了一个典型的10^17 eV垂直空气簇射的辐射模式、辐射的径向和光谱依赖性，发现与我们的分析结果（Huege & Falcke 2003）和现有的历史数据吻合得很好。不管磁场几何形状如何，轨道长度效应与磁场效应的组合令人惊讶地消除了总场强度发射图案中的任何显著不对称性。因此，虽然单靠总场强的统计数据不能证明地磁起源，但预测的垂直于簇射和磁场轴方向的高度极化允许用偏振敏感实验（如LOPES）直接测试地磁发射机制。我们的代码提供了一个强大的，但灵活的基础上的无线电发射的依赖性的详细研究特定的簇射参数，并在未来列入额外的辐射机制。
2004-10-14 astro-ph
Variation of atmospheric depth profile on different time scales
大气深度的垂直廓线是广泛的空气簇射研究中的一个重要因素。阵雨最大深度是阵雨最重要的特征之一。在簇射探测的荧光技术中，几何重建提供了簇射最大值的高度，因此需要精确的大气深度剖面来将该高度转换为簇射最大值的深度。本文研究了在不同地点实验测量的大气深度剖面的时间变化，并给出了对阵雨重建的影响。大气廓线在时间尺度上从数小时到数年不等。结果表明，廓线的日变化与季节变化一样重要，在空气簇射研究中应加以考虑。为了精确的阵雨重建，建议在空气阵雨探测器的现场当地确定的日廓线。
2006-03-03 astro-ph
Radio Detection of Ultra-High Energy Cosmic Rays
近年来，探测宇宙粒子的无线电技术得到了重大复兴。新的和计划中的实验室和现场，如胶，安妮塔，LUNASKA，Codalema，LOPES以及复杂的蒙特卡罗实验产生了丰富的新信息，我在这里简要回顾一些主要结果，主要集中在空气淋浴。超高能宇宙粒子的无线电发射提供了许多有趣的优点。由于无线电波没有衰减，无线电测量允许探测非常遥远或高度倾斜的簇射，可以日夜使用，并提供轻子簇射分量的辐射热测量。LOPES实验探测到了来自宇宙射线的射电辐射，证实了大范围空气簇射的同步辐射效应，并提供了一个将射电信号转换为初级粒子能量的良好的定标公式。此外，蒙特卡罗模拟表明，也可以测量簇射最大值和粒子组成。今后的步骤将是在俄歇实验中安装无线电天线，以测量超高能宇宙射线的组成，并使用LOFAR射电望远镜（以及后来的SKA）作为宇宙射线探测器。在这里，一个有趣的额外应用是寻找中微子和宇宙射线与月球风化层相互作用产生的低频无线电发射。这保证了对10^21 eV以上粒子的最佳探测极限，并使其大大超过目前的地面探测器。
2008-04-03 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
Depth Development of Extensive Air Showers from Muon Time Distributions
我们开发了一个潜在的算法，涉及超高能广泛的空气簇射的深度发展和个别μ子的时间延迟。利用生产距离、横向距离和时延之间的近似关系，将大型空气簇射阵在地面不同位置采样的时间分布转换为生产距离分布。该方法自然地被限制于μ子在地平面上主导信号的倾斜簇射，但可以扩展到垂直簇射，只要所使用的探测器可以将μ子信号与电子和光子分离。我们探讨了所提出的方法的准确性和实际的不确定性。为了实际的目的，只有落在簇射中心区域之外的μ子才能被使用，我们建立了横向距离的切割。该方法进行了测试，使用模拟淋浴通过比较使用该方法获得的生产距离分布与模拟淋浴中的实际距离。它可以应用于中微子的搜索，以提高对高穿透性粒子的接受程度，以及解开质子和重核的相对组成。我们还说明，当到达方向和核心位置都很好地重建时，所获得的深度分布具有最小宽度。
2005-03-09 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 FLASH Thick Target Experiment: Direct Measurement of Air Fluorescence Yield in Electromagnetic Showers
在使用空气荧光技术重建广泛的空气簇射的一个关键假设是假设荧光是成比例的能量沉积在所有深度的簇射。这一假设，随着粒子分布和能量损失可以很好地模拟现代淋浴模拟软件，必须彻底验证，以验证空气荧光技术。我们在这里报告的结果，第一次直接测量的空气荧光产率作为淋浴深度的函数，在厚目标阶段的FLASH（荧光在空气中从SHOWers）实验计划在SLAC最终焦点测试光束设施。我们比较观察到的荧光产量作为淋浴深度的函数，同时测量带电粒子产量，预测的EGS和GEANT软件包，和经验的能量损失模型。我们还研究了相对产率与簇射深度的关系在多大程度上与荧光光谱内的波长无关。
2005-07-15 astro-ph
A Comparative Study of the Depth of Maximum of Simulated Air Shower Longitudinal Profiles
对模拟的空气簇射纵向廓线进行了比较研究。首先根据经验确定用于计算的适当的细化水平。利用MOCCA和CORSIKA程序框架以及SIBYLL和QGSJET高能强子相互作用模型的四种组合，给出了在宽能量范围内（10^14.0 ~ 10^20.5 eV）质子和铁的高统计结果.这些结果与现有的实验数据进行了比较。研究了第一种相互作用控制Xmax的方式，以及Xmax的分布。
2000-04-06 astro-ph
On total inelastic cross-sections and the average depth of the maximum of extensive air showers
本文研究了大气中高能宇宙线粒子产生的大范围空气簇射发展的模型依赖性。在强子相互作用模型QGSJET中，质子-质子和质子-空气非弹性截面的增加和弹性值是不同的。利用CORSIKA模拟程序，研究了这些变化对空气簇射观测量的影响，如簇射最大值的平均深度X_max和地能级上的μ子和电子数。从实验X_max值计算平均对数质量，发现质子-质子非弹性截面从E_0=10^6 GeV时的σ_pp^inel=51 mb适度对数增加到E_0=10^8 GeV时的σ_pp^inel=64 mb，弹性增加10%~ 15%，最能描述数据。利用这些参数，由X_max测量得到的平均对数质量lna与用多性腺模型直接测量结果外推到高能的结果是一致的。
2003-09-01 astro-ph
Detecting Radio Emission from Cosmic Ray Air Showers and Neutrinos with a Digital Radio Telescope
讨论了用射电技术测量超高能宇宙射线和中微子的可能性。我们回顾了宇宙射线空气簇射的无线电发射的一些性质，并展示了这些性质如何可以解释为一致的“同步辐射”发射的电子-正电子对在淋浴，因为他们通过地磁场移动。这应该允许人们使用无线电发射作为宇宙射线研究的有用诊断工具。新一代的数字望远镜将使人们有可能更详细地研究这种无线电发射。例如，计划中的低频阵列（LOFAR）以10-200兆赫的频率工作，将是一种独特的仪器，适合于研究月球上广泛的空气簇射，甚至探测中微子引起的簇射。我们讨论的灵敏度，计数率和可能的检测算法LOFAR和目前资助的原型站LOPES。这也应该适用于其他未来的数字射电望远镜，如平方公里阵列（SKA）。LOFAR将能够探测从>2*10^14 eV到~10^20 eV的空气簇射无线电发射。该技术可以很容易地扩展到包括由粒子探测器（KASCADE，Auger）组成的空气簇射阵列，从而为获得宇宙射线的能量和化学成分提供重要的额外信息。如果能找到各向同性的射电信号，它也有可能将宇宙线的搜索范围扩大到10^21 eV以上。LOFAR可以解决的其他问题是确定宇宙线光谱的中性成分，可能寻找中子爆发，并进行实际的宇宙线天文学研究。
2002-07-10 astro-ph hep-ex
Impact of Varying Atmospheric Profiles on Extensive Air Shower Observation: - Atmospheric Density and Primary Mass Reconstruction -
广泛的空气簇射的纵向轮廓对初级粒子的能量和类型/质量敏感。它的一个特征，即大气层中簇射极大值的深度，常被用来重建原始宇宙射线的元素组成。在这篇文章中，大气密度剖面重建的最大深度的影响，观察到的荧光测量，进行了研究。我们详细考虑了大气密度分布及其时间变化的网站南部的皮埃尔俄歇天文台，使用的数据是从气象无线电探测。预计在其他地点也会发现类似的大气影响。
2004-08-18 astro-ph
Signatures of the extragalactic cosmic-ray source composition from spectrum and shower depth measurements
我们讨论了由河外源的假设成分对预测的UHECR谱和$<X_{\max}>$的能量演化，即宇宙线空气簇射极大值的大气深度的平均值所引起的差异。我们表明，不同的假设源功率的演变不修改我们早期的发现，在混合成分的情况下，脚踝可以被解释为结束从银河系到河外宇宙射线的过渡。我们展示了$<X_{\max}>$（E）形状的特征，这些特征与每个宇宙线组成模型的跃迁有关。这些特征是目前无论用于计算的强子模型。在混合成分的情况下，也预期在$10^{19}$ eV以上的原子核与光子背景的相互作用的特征。与立体HiRes和蝇眼数据的比较有利于河外混合成分和相应的解释脚踝。对抗模型预测与未来的数据在最高的能量将允许更好地确定的过渡功能和宇宙射线源的组成，独立于强子模型。我们还强调，在纯质子的情况下，脚踝以下的光谱和成分的综合分析可能会导致源功率随红移的演化的约束。
2007-07-15 astro-ph
Atmospheric Profiles at the Southern Pierre Auger Observatory and their Relevance to Air Shower Measurement
为了准确地重建广泛的空气簇射及其模拟，必须在空气簇射实验现场了解大气条件对高度和时间的依赖性。大气层深度的高度分布图特别令人感兴趣，因为它直接涉及重建纵向簇射的发展和宇宙射线的初级能量和质量。在俄歇天文台南部，利用气象无线电探测和地面气象站的连续测量，对大气层进行了多次调查。重点是大气深度和温度廓线，描述了时间变化，并绘制了月廓线。讨论了目前应用于俄歇重建的月大气压的不确定性。
2005-07-12 astro-ph
Correlations between parameters of extended air showers and their proper use in analyses
在空气簇射实验中，通过利用感兴趣的量和直接可测量的量之间的相关性来获得关于初始宇宙线粒子或关于簇射发展的信息。它示出了如何正确地处理这些相关性，以获得无偏的结果。作为一个例子，测量的平均渗透深度作为淋浴能量的函数。
1999-08-04 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
Blazing Cerenkov Flashes at the Horizons by Cosmic Rays and Neutrinos Induced Air-Showers
高能宇宙射线与中微子和中微子诱导的空气簇射相比，可以在地平线上通过它们的μ子，γ和切伦科夫燃烧信号进行测试。倾斜和水平C.R.阵雨（70-90天顶角）产生次级（伽马，e+，e-），主要是由高柱大气深度抑制。最早的簇射切伦科夫光子被大距离和空气不透明度稀释，而次级穿透μ子及其连续衰变为电子和伽马，可能会恢复额外的切伦科夫光。位于山顶或太空中的GeVs伽马望远镜可以探测到高达EeV C.R.的PeVs。和他们的第二次。详细的到达角和柱的深度，淋浴的形状，定时签名的光子闪光强度，可以告诉我们的高度相互作用和主要UHECR组成。在地平线下，在天顶角处，大量的单μ介子中，由μ介子束追踪的罕见的上行簇射将提供罕见的τ掠地中微子的证据，在EeV能量下。它们的速率可能与6.3 PeVs的反中微子电子诱导的空气簇射（主要是强子）起源于地平线以上，也低于地平线，在插入大气中的W共振在Escherhow峰。额外的和互补的UHE超对称中性伴子在几十PeVs-EeV的能量可能会闪耀，其特征电磁签名。它们的次级簇射闪耀的切伦科夫光和距离可能通过立体望远镜如魔术望远镜或赫斯阵列实验从UHECR中解脱出来。在目前的设置中，魔术的水平探测灵敏度（如果完全致力于地平线雨搜索）可能已经可以与PeVs能量的AMANDA地下中微子探测器相媲美。
2004-12-21 astro-ph
Selection and 3D-Reconstruction of Gamma-Ray-induced Air Showers with a Stereoscopic System of Atmospheric Cherenkov Telescopes
提出了一种简单的γ射线诱导空气簇射的三维重建方法，该方法充分利用了大气切伦科夫望远镜系统的资产，该系统结合了立体和细粒度成像，如高能立体系统（H.E.S.S.）。由摄像机收集的丰富信息允许基于它们相对于入射方向的旋转对称性以及它们相对小的横向扩展来选择电磁簇射。在流星雨三维模型的框架内，其主要参数-入射方向、流星雨核心在地面上的位置、流星雨最大值的倾斜深度、切伦科夫光子源的平均横向扩散（或“光球三维宽度”）和初级能量-都与不同图像的像素内容相吻合。对于伽玛射线簇射，光球3D宽度被发现与簇射最大值的倾斜深度成比例，这种效应与切伦科夫阈值随高度的变化有关;这个属性允许定义一个无量纲的量欧米茄（“简化的3D宽度”），它被证明是一个有效和强大的变量来区分伽玛射线和初级强子。此外，ω分布仅随伽马射线能量缓慢变化，实际上与天顶角无关。应用于H.E.S.S.的方法性能。给出根据对重建的簇射的要求，天顶处的角分辨率从0.04度变化到0.1度，并且在相同条件下的光谱分辨率从15%变化到20%。
2006-01-17 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
Reconstruction of Neutrino-Induced Hadronic and Electromagnetic Showers with the ANTARES Experiment
ANTARES中微子望远镜正在法国地中海沿岸2400米深处建造。当高能中微子在水中相互作用时，带电的次级粒子产生切伦科夫光，这种光可以在光电倍增管中测量。不同的事件签名是可能的，这项工作介绍了一个重建算法的事件与强子和潜在的电磁簇射产生的信号在检测器。描述了一种用于簇射方向和能量的组合重建的算法，该算法基于极大似然拟合，该拟合将光电倍增管中针对假设的方向和能量的预期信号与实际测量的信号相匹配。
2006-06-28 astro-ph
Systematic study of atmosphere-induced influences and uncertainties on shower reconstruction at the Pierre Auger Observatory
皮埃尔·俄歇天文台使用了各种各样的大气监测仪器：两个激光设施、弹性激光雷达站、气溶胶相函数监测器、水平衰减监测器、恒星监测器、气象站和气球探测器。我们描述了分析的大气数据对阵雨重建的准确性的影响，特别是研究了数据对阵雨能量和阵雨最大深度（Xmax）的影响。这些影响已被研究使用的黄金杂交事件的子集-在荧光和表面检测器中观察到的高质量的事件-用于表面检测器能谱的校准。
2007-06-12 astro-ph
Study of the Cosmic Ray Composition above 0.4 EeV using the Longitudinal Profiles of Showers observed at the Pierre Auger Observatory
皮埃尔·俄歇天文台自2004年1月以来一直在稳定地收集数据。在这里，我们提出了一个研究的宇宙射线的组成使用的事件记录在混合模式在第一年的数据采集。这些是由荧光检测器和表面检测器观察到的空气簇射，因此簇射最大值的深度Xmax可以直接测量。宇宙射线的组成研究在不同的能量范围内，通过比较观测到的平均Xmax与预测从空气簇射模拟不同的核。随能量的变化<Xmax>（延伸率）用于推导主要成分变化的估计值。
2007-06-11 astro-ph
Influence of shower fluctuations and primary composition on studies of the shower longitudinal development
我们研究了簇射波动的影响，以及可能存在的不同的核物种在初级宇宙射线谱，对实验测定的簇射能量和质子空气非弹性截面从研究的纵向发展的大气簇射荧光实验。我们调查的潜在的轨道长度积分和簇射的大小在最大的簇射能量的估计。我们发现，在很高的能量（~10^19-10^20 eV）的总能量分配的误差主要是由强子相互作用模型的依赖，是5%的数量级。在较低的能量（~10^17-10^18 eV），由于对初级宇宙线成分的有限了解，能量测定的不确定性更为重要。簇射最大值的深度分布作为质子-空气截面的一种度量进行了讨论。在一个可能的实验测量引入的内在簇射波动，强子相互作用的模型，和未知的混合物的宇宙辐射的初级核的截面Understanding的数值评估。
2004-02-04 astro-ph
Consequences of parton's saturation and string's percolation on the developments of cosmic ray showers
在高胶子或弦密度下，胶子的饱和或弦之间的强相互作用，无论是形成色绳还是引起弦的渗透，都会对高能下产生的粒子多重性产生强烈的抑制。这种抑制意味着宇宙射线簇射发展的重要修改。特别是，它示出，它影响的最大值的深度，伸长率，和μ子的数量在能量约10^{17}-10 ^<$18} eV的行为。现有的宇宙射线数据也指向同一个方向。
2000-05-31 astro-ph
On the measurement of the proton-air cross section using longitudinal shower profiles
本文讨论了利用荧光望远镜测量大范围空气簇射来推求质子-空气截面的前景。由于不可能直接观测到第一相互作用点$X_{\rm 1}$，因此必须从纵向剖面中推断出与$X_{\rm 1}$密切相关的其他观测量。这引入了对用于描述簇射发展的模型的依赖。与$X_{\rm 1}$有良好相关性的最直接的候选者是簇射最大深度$X_{\rm max}$。我们将讨论基于$X_{\rm max}$的分析对$σ_{\rm p-air}$的灵敏度，并量化由模型依赖性、重建方法本身的参数和所选簇射样品的可能非质子污染引起的系统不确定性。
2006-12-08 astro-ph
The Concepts of "Age" and "Universality" in Cosmic Ray Showers
“年龄”的概念作为描述大气中高能簇射发展状态的参数，几十年来一直在宇宙线研究中使用。在这项工作中，我们简要地讨论了这个概念，最初介绍了描述电磁级联的平均行为，可以卓有成效地应用于描述不同性质的初级粒子，包括质子，原子核和中微子产生的个别阵雨。具有相同年龄的淋浴共享三个不同的重要属性：（i）它们的电子尺寸随深度的增加具有相同的分数变化率，（ii）簇射中的电子和光子的体积（不包括高能粒子）具有由年龄参数唯一确定的形状和相对归一化的能谱，（iii）簇射中的电子和光子在离簇射轴足够远的地方也具有相同的角分布和横向分布。在这项工作中，我们将讨论如何与淋浴年龄的属性可以理解与简单的参数，以及如何的形状的电子和光子光谱和相对归一化，对应于一定的年龄可以计算分析。
2008-09-01 astro-ph
Neutrino Astronomy beyond and beneath the Horizons
地球对宇宙射线的阴影提供了一个窗口，在地平线边缘的τ中微子天文学。倾斜和水平C.R.阵雨（70 °-90 °天顶角）产生的次级（γ，e）主要受高气柱大气深度的抑制。簇射的切伦科夫光子被空气不透明度稀释和过滤，但次级穿透，μ子对和它们衰变成电子对，恢复了额外的切伦科夫闪光灯。大多数最大的GeVs伽马望远镜都可以探测到这样的UHECR水平簇射。到达角和柱深度、簇射形状、定时可以告知高度相互作用和主要UHECR组成。在更大的天顶角（90 ° ~ 99 °）下，更罕见的上行簇射被μ介子（以及电磁）束追踪，这将提供在PeVs-EeVs能量下的掠地球中微子、τ中微子和反τ中微子的证据。它们的速率可以与6.3PeV的反中微子电子诱导的空气簇射相媲美，该空气簇射起源于插入的大气层中，通过W^-共振在希霍夫峰。额外的和互补的UHE超对称中性伴子或Staus可能会燃烧。它们的性质可能会被立体望远镜阵列解开。魔术和赫斯望远镜在目前的设置可能已经相当于AMANDA地下中微子探测器。这样的望远镜指向活动源（活动星系核、BL Lac天体、伽玛暴或SGR闪耀的微类星体喷流以及SNRs）的视界时，确实在这些方向上经历了相当于一立方千米水团的气团。因此，水平簇射已经是中微子天文学最敏感的窗口，可能指向AGN，GRB或SGR事件。
2005-05-21 astro-ph
A review of experimental results at the knee
总结了膝关节能量区空气簇射的实验结果。所有粒子的能量谱，平均对数质量，和簇射最大值的平均深度将被讨论。光谱组的元素从空气淋浴数据进行比较，从直接测量的结果。
2005-07-31 astro-ph
The Effect of Clouds on Air Showers Observation from Space
利用蒙特卡罗模拟研究了星载荧光探测器对大气簇射的广泛观测以及云对观测的影响。模拟假设存在不同高度和光学深度的云。模拟事件的重建假设一个无云的气氛。虽然预计在实际观测时会使用辅助仪器，例如激光雷达（光探测和测距）来测量大气状况，但这些仪器仍有可能无法在特定的阵雨观测中识别云的存在。本研究的目的是调查在这种情况下重建簇射参数的影响。重建结果示出为单眼和立体探测器和光学薄，光学厚云的两个限制的情况下。
2003-10-28 astro-ph
Atmospheric shower fluctuations and the constant intensity cut method
我们探讨的恒定强度切割方法，被广泛用于宇宙射线能谱的推导，在不同的大气深度获得的数据的比较，测量平均淋浴配置文件，并从广泛的空气淋浴数据的质子-空气截面的估计。恒定强度切割方法是基于带电粒子或μ子大小对空气簇射的选择，因此受到固有簇射波动的影响。我们证明，根据选择方法，阵雨波动可以强烈影响选定的阵雨的特性。此外，宇宙线通量中不同原色的混合物使基于恒定强度切割方法的测量结果的解释变得复杂。作为一个例子，我们考虑由Akeno协作发布的数据。对Akeno测量结果的解释表明，能量范围为10^{16}-19 ^17} eV的宇宙线原色中，超过60-70%是重核。我们的结论仅弱依赖于强子相互作用模型选择进行模拟，即SIBYLL和QGSjet。
2002-09-06 astro-ph
Increase in the Absorption Length of Inclined Extensive Air Showers with Different Selection Types
广泛的空气簇射（EAS）的数量对天顶角的依赖关系，得到了在一个恒定的立体角步骤与不同的选举类型的组之间的站间距为500和1000米，通过使用雅库茨克EAS阵列数据。在大约50度的天顶角处形成弯曲点。该点随能量增加而移动，其移动方向与叶栅曲线最大深度随能量变化而移动的方向相对应。在500和1000米的站之间的距离分别获得的这些依赖性的变化的边界是不同的，这可能是由于所使用的横向分布函数（LDF）的不确定性。因此，由具有不同间隔的站检测到的簇射的能量不被结合。
2005-06-28 astro-ph
Alternative energy estimation from the shower lateral distribution function
几十年来，表面探测器技术已成功地用于探测宇宙射线簇射。闪烁器或切伦科夫水箱可用于测量大气中给定深度处的粒子数量和/或能量密度，并重建初级粒子特性。它已被证明，在重建的核心位置的实验配置和分辨率确定到簇射轴的距离，其中粒子的横向分布函数（LDF）显示相对于不同的初级粒子类型，模拟模型和特定形状的LDF的变化最小。因此，在这个距离（600米的Haverah公园和1000米的俄歇天文台）的信号已被证明是一个很好的估计簇射能量。回顾上述技术，我们表明，一系列的距离簇射轴，而不是一个单一的点，可以被用来作为估计的簇射能量。比较俄歇天文台的配置和新的估计这里提出的是一个很好的和强大的替代标准的单点过程。
2005-09-16 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
Elemental Composition of Cosmic Rays near the Knee by Multiparameter Measurement of Air Showerss
1 PeV附近宇宙射线总体强度谱斜率的微小变化可能与超新星激波加速的终点能量有关。对这种联系和光谱“拐点”起源的其他想法的一个关键检验是可靠地确定该区域元素组成的变化。最近在美国犹他州Dugway的DICE/CASA/MIA空气淋浴装置的测量为每个事件提供了几个独立的空气淋浴参数。推导的元素组成的切伦科夫尺寸，在大气中的簇射最大的深度，μ子的大小和电子的大小在地面水平和这些结果的可靠性的组合进行了讨论。从这些数据中，没有证据表明穿过"膝盖“的宇宙射线的平均质量会有大的变化。这些测量结果表明，宇宙射线由约70%的质子和α粒子组成，总能量接近10 PeV。
1999-09-22 astro-ph
Composition-sensitive parameters measured with the surface detector of the Pierre Auger Observatory
理解超高能宇宙射线起源的关键一步是它们的质量组成。初级光子和中微子从原子核产生明显不同的簇射，而不同核种类的簇射不容易区分。为了最大限度地提高皮埃尔俄歇天文台的分辨力，理想情况下，所有对质量敏感的观测值都应该结合起来，但是荧光探测器10%的占空比限制了在最高能量下直接测量簇射最大值的使用。因此，我们调查的质量敏感的可观测量与表面探测器单独访问。这些是切伦科夫站的信号上升时间，簇射阵面的曲率，μ子电磁比，和方位角信号不对称。上升时间和曲率主要取决于大气中簇射发展的深度，因此也取决于初级能量和质量。簇射的μ子含量取决于初级能量和核子的数量，而簇射核的不对称性是由于几何效应和衰减，这取决于初级质量。这些变量的质量灵敏度的证明，并讨论了它们的应用组成的研究。
2007-06-11 astro-ph
First Results from the IceTop Air Shower Array
冰顶是一个面积为1平方公里的空气簇射探测器，目前正在建设中，是南极冰立方天文台的一部分。它将由80个探测站组成，每个探测站配备两个冰切伦科夫罐，覆盖面积为1平方公里。2008年，探测器完成了一半。探测器的设计目标之一是研究从膝盖到接近1 EeV能量范围内的宇宙射线，并研究初级宇宙射线的质量组成。在本报告中，将介绍IceTop的性能、簇射重建算法和2007年运行的26个台站阵列的一个月数据所获得的初步结果。初步结果显示宇宙射线能谱的范围为1至80 PeV。由于位于南极的大气层深度仅为700 g/cm ^2，因此观测到天顶角分布对质量组成的高度敏感性。与该能量范围内的其他探测器相比，IceTop的主要优点是可以与IceCube探测器一起测量来自空气簇射的高能μ子。在给定的空气簇射能量的μ介子率是敏感的质量组成。这种方法的前景和替代方法来审查不同的组成模型。
2008-11-11 astro-ph
Neutrino-Induced Giant Air Showers in Large Extra Dimension Models
在基于大额外维度的模型中，大质量自旋2交换在高能时占主导地位，中微子-质子截面在能量高于10 ^20 eV时可以上升到典型的强子值。然后中微子成为引发最高能量宇宙射线簇射的主要候选者。我们调查的中微子引起的阵雨相比，质子引起的阵雨的特点。比较包括起始深度、剖面随深度的变化、地面粒子横向分布和地面μ子横向分布。我们发现，截面超过20毫巴有两种类型的淋浴基本上是不可区分的参数空间的区域。我们的结论是，中微子候选人的假设不能排除的基础上淋浴的特点。
2001-02-07 astro-ph hep-ph hep-th
The effect of atmospheric attenuation on inclined cosmic ray air showers
目前的实验收集的宇宙射线统计数据越来越多，新的大型阵列的未来前景需要精确计算广泛的空气簇射参数。在给定的观测水平下，通过地面阵列拟合粒子密度的横向分布函数（LDF）来估计初级粒子的能量。然而，缺乏适当的参数化，这些分布，能够再现从所有到达方向收集的数据，使它难以实验分析。从分析LDF的垂直阵雨，我们研究的大气深度依赖的淋浴参数，这是必要的，以获得相应的粒子密度分布的倾斜阵雨。在我们的方法中，包括几何和大气衰减效应产生的横向不对称性，在非垂直阵雨。由此产生的电子和μ子LDF拟合非常好的Monte Carlo模拟数据在所有的天顶角。
2002-08-08 astro-ph hep-ph
