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
Improved model for the analysis of air fluorescence induced by electrons
最近提出的一个模型计算的电子激发的空气荧光产额进行了重新审查。改进的次级电子的能量分布和更真实的蒙特卡罗模拟，包括一些额外的过程，使我们能够获得更准确的结果。该模型被用来详细研究荧光强度和沉积能量之间的关系，在一个广泛的初级能量（keVs - GeVs）。此外，在没有碰撞淬灭的情况下的荧光效率的绝对值的预测将被提出，并与现有的实验数据进行比较。
2008-07-24 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
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
Air Cherenkov Methods in Cosmic Rays: A Review and Some History
本文简要介绍了大气切伦科夫光辐射在宇宙线和γ射线天文学研究中的应用历史，重点介绍了A.E.丘达科夫本文还讨论了当前的形势和一些新的观点。
2005-04-12 astro-ph
Calibration of the Pierre Auger fluorescence detector
空气荧光探测器（FD）的绝对校准是正确确定探测到的宇宙射线能量的重要因素。绝对校准将检测器孔径处给定波长的光子通量与FD数据采集系统记录的电子信号相关联。对于俄歇FD，主要的绝对校准方法使用放置在望远镜孔径前面的漫射表面，以利用已知的光信号均匀地照亮望远镜视场。这种单波长测量（375 nm）将每隔几个月进行一次，直到确定望远镜的稳定性。校准的相对波长依赖性通过独立测量来确定。单波长绝对校准误差小于10%。另外两种绝对校准方法用于提供主要测量的独立验证。通过相对校准系统每晚监测校准随时间的稳定性。在本文中，我们将提供俄歇空气荧光观测所使用的绝对和相对校准方法的描述。还将介绍俄歇工程阵列望远镜的校准结果。
2003-08-22 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
Third Level Trigger for the Fluorescence Telescopes of the Pierre Auger Observatory
俄歇荧光望远镜的触发系统是在硬件和软件中实现的，用于有效选择由高能大范围空气簇射引起的荧光光轨迹。第三阶段的算法利用硬件的多重性信号快速剔除雷电事件，效率在99%以上。在第二步中，通过分析像素的时空相关性来拒绝相机中的直接μ子命中和随机触发。触发算法进行了测试与测量和模拟淋浴和实施的电子荧光望远镜。与没有多重性的原型触发器的比较显示了这种方法的优越性，例如，错误拒绝率低10倍。
2008-08-01 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
Geometry reconstruction of fluorescence detectors revisited
荧光观测实验技术用于目前和计划中的旨在了解超高能宇宙射线起源的空气簇射实验。在荧光技术中，簇射的几何形状是从望远镜探测到的信号的到达时间和入射角之间的相关性重建的。到目前为止，在簇射重建代码中使用的预期光到达时间的计算是基于几个假设的。特别地，假设在簇射阵面通过期间瞬时产生荧光光子，并且荧光光子以真空光速在直线上朝向望远镜传播。我们调查这些假设的有效性，如何纠正它们，以及采用现实条件时对重建参数的影响。根据簇射与望远镜的相对方位，光到达时间的修正可以达到100 ns，到达方向的修正可以达到0.1 °，簇射最大深度的修正可以达到5 g/cm^2。这些发现也与“混合”观测的情况有关，其中簇射同时由荧光和表面探测器记录。
2008-08-25 astro-ph
Geometry reconstruction of fluorescence detectors revisited
荧光观测实验技术用于目前和计划中的旨在了解超高能宇宙射线起源的空气簇射实验。在荧光技术中，簇射的几何形状是根据望远镜探测到的信号的视角和到达时间之间的相关性来重建的。将信号与不同淋浴器几何形状的预期信号进行比较，并确定最佳拟合几何形状。预期信号的计算通常基于由基本几何考虑激发的相对简单的函数。该函数基于光发射和通过大气传播过程的某些假设。例如，假设荧光以真空光速传播。我们调查这些假设的有效性，并提供可用于几何重建的校正。研究了其对重建参数的影响。这些结果也与混合观测有关，其中簇射同时由荧光和表面探测器记录。
2007-08-29 astro-ph
On the relation between the proton-air cross section and fluctuations of the shower longitudinal profile
讨论了利用荧光望远镜测量大范围空气簇射反推质子-空气截面的现状和前景。由于不可能直接观测到第一个相互作用点$X_ {\rm 1}$，因此必须从测量的纵向剖面中推断出与$X_{\rm 1}$密切相关的其他可观测量。这引入了对用于描述簇射发展的模型的依赖。讨论了由这种模型依赖性、重建方法本身以及所选簇射样本可能的非质子污染引起的系统不确定性。
2007-06-14 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
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
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
Performance of the Pierre Auger Fluorescence Detector and Analysis of well recontructed events
皮埃尔·俄歇天文台的设计目的是利用混合探测技术阐明超高能宇宙射线的起源和性质。2001-2002年，利用这两个探测器的原型（所谓的工程阵列）进行了第一轮数据采集，使协作机制能够评估这两个探测器系统的性能，并着手制定分析战略。在这篇文章中，在对系统进行简要描述之后，我们将报告荧光检测器（FD）原型的一些行为结果。性能研究，如噪声，灵敏度和占空比的测量，将提出。我们将举例说明选定的空气簇射的初步分析。该分析仅使用来自FD的信息来执行，并且包括簇射几何形状和纵向剖面的重建
2003-08-25 astro-ph
Lateral width of shower image in the Auger fluorescence detector
研究了俄歇荧光望远镜在大范围空气簇射中光的横向分布对簇射轮廓的探测和重建的影响。基于三维模拟，俄歇望远镜测量光的横向分布的能力进行了评估。通过详细的模拟与实际数据的比较，证实了推断实际横向分布的能力。计算位于远离簇射图像的轴的像素的贡献，并且重新缩放所接受的信号，以便重建正确的簇射轮廓。这里提出的分析表明：（a）俄歇望远镜能够观察到簇射的横向分布，（b）根据簇射的几何形状，用于解释外围像素中信号的能量校正可以超过10%。
2005-09-16 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
Air Shower Properties with the Gluon Saturation Model BBL
强子相互作用模型BBL实现了由于大密度而导致胶子饱和的思想。当在高能量下接近黑体极限时，主导部分子获得大的横动量，这破坏了它们的相干性。这导致前向散射的抑制，因此对于空气簇射是重要的。我们讨论了这种新方法的一些一般方面，以及它们对荧光和表面探测器所见的空气簇射特性的影响：由于大气中较强的吸收，簇射最大值的位置降低。由于同样的原因，横向分布函数变得更平坦。由于中快度区域的高多重性，大量产生μ子。显示了水切伦科夫探测器的响应以及与其他相互作用模型的比较。
2005-12-22 astro-ph
Recent results from the Pierre Auger Observatory
皮埃尔·俄歇天文台的目标是确定仍然未知的超高能宇宙射线的性质和起源。对这些难以捉摸的粒子的研究探索了粒子加速的天体物理学场所，以及加速器设施无法达到的能量下的基本相互作用。俄歇结合了两种观测技术，一个大型的表面阵列和空气荧光探测器，以观察大气中由宇宙射线产生的扩展空气簇射。这种混合观测产生了出色的分辨率，并允许进行重要的交叉检查。位于门多萨（阿根廷）的Auger South站点现已接近完工，其60%的表面阵列和四个荧光探测器中的三个正在运行。第一个结果的能量谱测量，搜索到达方向的各向异性和光子分数的上限进行了讨论。
2006-05-14 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
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
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
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
