On the scent of the knee - air shower measurements with KASCADE
利用KASCADE实验测得的数据对大范围的空气簇射进行了详细的研究。结果允许评估强子相互作用模型，用于模拟解释空气簇射数据。重建了宇宙射线的全粒子谱及其质量组成，以及元素组的单个谱。结果表明，全粒子宇宙线能谱的拐点是由单个元素群的刚性截断引起的。
2002-01-08 astro-ph
Air Shower Measurements with the LOPES Radio Antenna Array
LOPES建立在德国卡尔斯鲁厄的KASCADE-Grande广泛空气簇射实验的位置，旨在测量和研究广泛空气簇射的无线电脉冲。由于无线电波的衰减很小，无线电测量可以探测到非常远或高度倾斜的阵雨。这些波可以日夜记录，并提供轻子簇射分量的辐射热测量。LOPES被设计成一个数字射电干涉仪，使用高带宽和快速数据处理，并受益于KASCADE-Grande的重建空气簇射观测值。LOPES天线经过绝对幅度校准，可以重建电场强度，并与详细的蒙特卡罗模拟预测进行比较。我们报告的相关性分析存在的无线电信号测量的LOPES 30天线阵列。此外，LOPES还操作不同类型的天线（LOPES-STAR），这些天线针对皮埃尔俄歇天文台的应用进行了优化。讨论了LOPES的现状、数据分析的最新结果和进一步的发展前景，以及这种新的探测技术可能的大规模应用。
2008-11-12 astro-ph
First results of the air shower experiment KASCADE
KASCADE（KArlsruhe Shower Core and Array Detector）实验的主要目标是确定大约在膝盖附近的能量范围内的带电宇宙射线的能谱和元素组成。5 PeV。由于大量的测量观测值，每个单一的淋浴各种不同的方法被应用到数据，最好是在事件的基础上。第一个结果，并讨论了影响的高能量相互作用模型的分析。
2000-02-01 astro-ph
Air Shower Measurements in Karlsruhe
卡尔斯鲁厄的多探测器装置KASCADE、KASCADE-Grande和LOPES的目标是测量10^14 eV到10^18 eV之间所谓膝能范围内的宇宙射线。对KASCADE测量的空气簇射数据进行的多维分析表明，在轻初级宇宙射线的能谱中有一个明显的拐点，重宇宙射线向更高能量的方向越来越占主导地位。这提供了，连同大规模的各向异性研究的结果，歧视的膝盖起源的天体物理模型的影响。为了提高重建质量和统计数据在更高的能量，其中膝盖的沉重的小学预计在100 PeV左右，KASCADE已扩大了10倍的面积，以新的实验KASCADE-Grande。LOPES位于KASCADE-Grande实验现场。它测量来自广泛的空气簇射的无线电脉冲，目的是为未来的大规模实验建立这种更新的探测技术。
2007-05-02 astro-ph
Recent Results from the Kascade Air Shower Experiment
广泛的空气簇射（EAS）实验KASCADE已经开始在卡尔斯鲁厄研究中心的实验室现场采集数据。主要目标是确定膝盖周围和膝盖以上能量范围内（$E_{\rm k} \approx 5 \cdot 10^{15}$ eV）的初级宇宙线粒子的元素组成。在这里，我们将讨论一些结果的强子相互作用模型所需的空气簇射模拟测试，目前的“膝盖”的粒子大小分布的电子，介子和强子，最后讨论的初步结果的元素组成是基于事件的测量μ子/电子比。强调了与以前纯粹基于{ \em平均}事件样本数的分析相比的巨大优势。KASCADE的数据，分析了各种不同的方法，有利于膝盖以上越来越重的组成。
1999-02-08 astro-ph
Electron, Muon, and Hadron Lateral Distributions Measured in Air-Showers by the KASCADE Experiment
本文介绍了由KASCADE实验记录的大范围空气簇射的电子、μ子和强子横向分布的测量结果。这些数据涵盖了从大约5x10^14 eV到几乎10^17 eV的能量范围，并从内核区域延伸到200 m的距离。考虑到实验中探测器的特性，对电子和μ子分布进行了相互污染的校正。所有分布都可以用NKG函数很好地描述。描述电子和强子数据最好的尺度半径是大约。30米和10米。我们讨论了尺度半径和“年龄”参数之间的相关性以及它们对簇射大小，天顶角和粒子能量阈值的依赖性。
2000-04-17 astro-ph
Measurements of Attenuation and Absorption Lengths with the KASCADE Experiment
本文用KASCADE扩展空气簇射实验研究了在约$10^{14}-10^{16}$ eV的初级能量范围内电子簇射尺寸在簇射最大值以上的衰减。衰减和吸收长度是通过应用不同的方法确定的，包括恒定强度的方法，广泛的空气簇射的通量随着天顶角的增加而减少，以及它随地压的变化。我们观察到一个显着的依赖的结果上所应用的方法。衰减长度的测定值范围为175至196 g/cm $^2$，吸收长度的测定值范围为100至120 g/cm $^2$。这些差异的起源进行了讨论，强调内在淋浴波动的影响。
2003-03-03 astro-ph
Applying Shower Development Universality to KASCADE Data
根据普遍簇射发展定理，即强子产生的广延空气簇射完全由一次能量、簇射极大值的位置和与总μ子数有关的参数描述，发展了所谓的相关曲线法，并将其应用于KASCADE资料。利用KASCADE实验测量的簇射中μ子和电子含量的相关信息，重建了初级宇宙射线的能量和质量。详细讨论了方法和结果的系统不确定度。结果表明，通过这种方法，在光谱和成分的一般趋势确实可以揭示，但在能量和质量尺度的绝对归一化需要更详细的模拟。
2008-04-27 astro-ph
First Results from the KASCADE Air-Shower Experiment
在卡尔斯鲁厄研究中心的实验室场地上安装了一个新的广泛的空气簇射（EAS）实验。该实验的主要目标是确定初级宇宙射线光谱膝附近和膝以上能量范围内的化学成分。该装置的一个重要优点是能够同时测量EAS事件的电磁、μ子和强子分量，从而在很大程度上减少系统的不确定性。1995年底开始了大部分试验的数据采集工作，1996年继续进行进一步的安装。第一个初步结果。
1997-03-27 astro-ph
Large scale cosmic-ray anisotropy with KASCADE
本文给出了PeV范围内宇宙射线大尺度各向异性的分析结果。本文将瑞利公式应用于由KASCADE实验测得的大范围空气簇射的赤经赤经分布，该数据集包含约10^8个大范围空气簇射，能量范围为0.7 ~ 6 PeV。在这个能量范围内的赤经赤经分布中看不到各向异性的迹象。这说明了所有的簇射以及包含由主要是轻的和重的初级粒子引起的簇射的子集。瑞利振幅的通量上限在0.7 PeV时为10^-3，在6 PeV时为10^-2。
2003-12-15 astro-ph
Radio Emission in Atmospheric Air Showers: First Measurements with LOPES-30
当超高能宇宙射线与地球大气层中的粒子相互作用时，它们会产生一系列向地面传播的次级粒子。LOPES-30是一个绝对校准的30个偶极子天线阵列，详细调查这些阵雨的无线电发射，并澄清该技术是否适用于大规模应用。LOPES-30与KASCADE-Grande的空气簇射实验位于同一地点并进行测量。介绍了LOPES-30的现状和首次测量结果。
2006-10-18 astro-ph
Myon Density Measurements with the KASCADE Central Detector
给出了高能大范围空气簇射（EAS）中局部μ介子密度的频率分布，作为膝区初级宇宙线能谱的特征。再加上簇射核心位置、入射角和簇射大小等簇射总量变量，KASCADE实验能够测量两种不同μ子能量阈值的局部μ子密度。光谱已被重建为各种核心的距离，以及为特定的子样品，分类的基础上的簇射尺寸比N_mu/N_e。总样品的测量密度谱表现出明显的扭结，反映了初级能谱的拐点。在1- 10 PeV的能量范围内，当簇射尺寸比较小时，在EAS谱中观察到相对急剧的斜率变化，而当N_mu/N_e比值较大时，没有观察到这种特征。通过比较不同阈值和芯距下的谱与详细的蒙特卡罗模拟，讨论了EAS模拟的有效性。
2001-03-22 astro-ph
Search for cosmic-ray point sources with KASCADE
介绍了对北半球连续发射高能宇宙射线的天体物理点源的调查。大约47 Mio广泛的空气淋浴与以上$\approx$ 300 TeV的KASCADE探测器领域测量的主要能量被选择用于此分析。除了巡天外，还在银道面区域和选定的候选点源区域搜索信号过剩。没有证据表明存在任何重大超额。这是有效的所有记录的阵雨，以及在伽马射线诱导的阵雨增强的数据集的分析。对于一个稳定的点源，通过天顶的流量上限约为$3\times 10^{-10}$ m $^{-2}$ s $^{-1}$。此外，广泛的空气簇射与能量超过80 PeV的到达方向的分布进行了研究的自相关分析。
2004-02-27 astro-ph
Progress in Air Shower Radio Measurements: Detection of Distant Events
本文分析了由KASCADE-Grande观测的EAS触发的10个LOPES天线（LOPES-10）运行半年期间的数据。我们报告的相关性分析的无线电信号测量LOPES-10广泛的空气簇射事件重建的KASCADE-格兰德，包括在大距离的簇射核心。已调查的效率检测无线电信号引起的空气簇射到700米的距离从簇射轴。讨论了簇射核重建精度和到达方向对测量信号相干性的影响。此外，还研究了射电脉冲幅度与初级宇宙线能量以及与簇射核横向距离的相关性。
2006-07-21 astro-ph
Frequency spectra of cosmic ray air shower radio emission measured with LOPES
目的：我们希望研究宇宙射线空气簇射在100 PeV（1017 eV）附近的射电发射的光谱依赖性。方法：我们用偶极干涉仪LOPES（LOFAR Prototype Station）观测了宽频带的短射电脉冲，该仪器由一个名为Karlsruhe Shower Core and Array Detector（KASCADE）的粒子探测器阵列触发。LOFAR是低频阵列。为了这个分析，23个强的空气淋浴事件被选择使用KASCADE的参数。结果：所产生的电场谱向高频衰减。平均电场谱符合指数规律或幂律规律。得到的光谱斜率在不确定性范围内是不一致的，并且它比基于CORSIKA（KASCADE的宇宙射线模拟）模拟的空气簇射的蒙特卡罗模拟得到的斜率稍陡。最强的事件之一是在LOPES附近的雷暴活动期间测量的，并显示出测量的最长脉冲长度为110 ns，光谱斜率为-3.6。结论：我们用两种不同的方法表明，空气簇射无线电发射的频谱可以在事件的基础上重建，只有24个偶极子天线同时在很宽的频率范围内。根据所获得的频谱斜率，最大功率在40 MHz以下发射。此外，功率降低到较高频率表明由簇射盘厚度确定的相干性损失。我们的结论是，更宽的带宽，更大的收集面积，和更长的基线，将提供的LOFAR，是必要的，以进一步调查宇宙线空气簇射的相干性，脉冲长度和光谱斜率的关系。
2008-09-16 astro-ph
Radio emission of highly inclined cosmic ray air showers measured with LOPES
LOPES-10（LOPES的第一阶段，由10个天线组成）探测到大量天顶角大于50 $^{\circ}$的宇宙射线空气簇射，其中许多具有非常高的无线电场强。LOPES-10探测到的最倾斜事件的天顶角几乎为80 $^{\circ}$。这证明了新技术也适用于宇宙线空气簇射的情况下，他们发起接近地面，可以是一个签名的中微子事件。我们的研究结果表明，简单的无线电天线阵列可以用于检测高度倾斜的空气簇射，这可能是由中微子触发。此外，我们发现，无线电脉冲高度（规范化的μ子数）的大倾斜事件的增加与地磁角，这证实了地磁起源的宇宙线空气簇射的无线电发射。
2006-11-07 astro-ph
Cosmic Rays in the Energy Range of the Knee - Recent Results from KASCADE --
简要介绍了研究能量为10^14 < E < 10^17 eV的宇宙射线的动机。除了天体物理学对识别和理解它们的来源感兴趣之外，还有与它们在星系中的传输特性或通过广泛的空气簇射探测它们有关的粒子物理学方面。在卡尔斯鲁厄研究中心（德国）进行的KASCADE空气簇射实验为粒子天体物理学研究的这两个主题提供了重要信息。一个特别令人感兴趣的目标是宇宙射线能谱中E_k = 4 x 10^15 eV处的所谓“膝盖”。最近的结果，增加知识的理解其起源将被提交，以及测试结果的高能量强子相互作用模型所需的空气簇射模拟。
2001-02-15 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
Absolute calibration of the LOPES antenna system
大范围空气簇射中的无线电发射源于与地磁场的相互作用，是理论研究的主题。与二次粒子或荧光测量方法相比，这种无线电发射对于探测高能宇宙射线具有优势。像LOPES 30天线系统这样的无线电天线适合通过检测无线电脉冲来研究这种发射过程。像电场强度和脉冲长度这样的特征性可观察参数需要校准，该校准是用基准射电源完成的，从而产生代表KASCADE-Grande实验环境中的系统行为的放大因子。已知LOPES天线的放大因子和增益，LOPES 30被绝对校准用于无线电发射的系统分析。
2005-10-12 astro-ph
Galactic cosmic rays and the knee - Results from the KASCADE experiment
本文介绍了在10^13 ~ 10^17 eV能区研究宇宙射线起源的KASCADE空气簇射实验的结果。提请注意对大气中的相互作用以及宇宙射线的能谱和质量组成的调查。
2005-09-09 astro-ph
Radio-Emission from Cosmic Ray Air-Showers - A Theoretical Perspective for LOPES
30多年来，高能宇宙射线空气簇射发射出几到几百兆赫的强无线电脉冲（Allan 1971）。然而，迄今为止，尚未对排放机制进行彻底分析。采用简化的簇射几何和正负电子能量分布，计算了在地球磁场中旋转的高度相对论性正负电子对同步辐射方案下的理论脉冲谱。这些计算对于用LOPES以及后来的LOFAR和SKA获得的宇宙线空气簇射射电辐射观测资料的校准将起重要作用。
2002-07-30 astro-ph
Recent Results from Kascade-Grande
KASCADE-Grande是一个新的广泛的空气簇射实验，位于卡尔斯鲁厄研究中心的KASCADE现场。多探测器系统可以在10^{14}-10 ^{18} eV的能量范围内以前所未有的预见性研究宇宙射线的能谱、成分和各向异性。除了研究E ~ 3 * 10^{15} eV处膝关节的起源外，主要目标是验证E ~ 10^{17} eV处第二膝关节的存在，并测量预期的银河-河外宇宙射线过渡区的成分。将在详细的蒙特卡罗模拟和第一数据的基础上讨论设备和簇射重建方法的性能。第一个结果的基础上略多于一年的数据采集。
2006-08-16 astro-ph
KASCADE measurements of energy spectra for elemental groups of cosmic rays: Results and open problems
本文通过展开电子数和μ子数的二维频谱，对KASCADE资料进行了成分分析。分析的目的是确定代表初级宇宙射线化学组成的元素组的能谱。由于这样的分析关键取决于模拟的空气簇射的两个不同的强子相互作用模型QGSJet和SIBYLL用于其生成。由此产生的初级能谱表明，膝关节的所有粒子的光谱是由于陡峭的光谱的轻元素，但也，这两个模拟集都不能描述的测量数据一致的整个能量范围内出现的差异在不同的能量区域。
2005-05-19 astro-ph
LOPES Detecting Radio Emission from Cosmic Ray Air Showers
1960年代后期，在2兆赫至520兆赫的频率范围内，测量了高能初级宇宙射线的空气簇射发展过程中在大气中发射的无线电脉冲。主要是由于无线电干扰的困难，这些测量在1970年代末停止。LOFAR（Low Frequency Array）是一种正在研制中的新型数字射电干涉仪。使用高带宽ADC和快速数据处理，它将能够滤除大部分干扰。通过以数字形式存储整个波形信息，人们可以分析瞬态事件，如空气簇射，即使它们已经被记录下来。为了测试这项新技术并证明其测量空气簇射的能力，建立了一个“LOFAR原型站”（LOPES），与现有的空气簇射阵列（KASCADE-Grande）一起运行。第一阶段由10个天线组成，已经在运行。它工作在40至80 MHz的频率范围内，使用简单的短偶极天线和直接的第二奈奎斯特采样的传入波。它已经被证明能够进行简单的天文测量，比如太阳爆发的成像。它还展示了数字干扰抑制和波束形成如何克服无线电干扰的问题，并挑选出空气簇射事件。
2004-09-27 astro-ph
Energy Spectra of Elemental Groups of Cosmic Rays: Update on the KASCADE Unfolding Analysis
KASCADE实验测量了由宇宙射线在所谓的膝盖周围的能量范围内引起的广泛的空气簇射。KASCADE的数据已被用于成分分析，表明在3-5 PeV处的膝关节是由轻元素光谱中的陡峭化引起的。由于应用的展开分析关键取决于模拟的空气淋浴，不同的高能强子相互作用模型（QGSJet和SIBYLL）被使用。结果表明，单个质量群的相对丰度对基础模型有很强的依赖性。在这次更新的分析中，我们在模拟中使用了不同的低能相互作用模型（FLUKA而不是GHEISHA）的展开方法。虽然所得到的单个质量群谱没有显着变化，但通过使用FLUKA模型，测量数据的整体描述得到了改善。此外，还对较大天顶角范围内的资料进行了分析。新的结果是完全一致的，也就是说，没有提示任何严重的问题，在应用展开分析方法的KASCADE数据。
2008-12-01 astro-ph
Preparation of enriched cosmic ray mass groups with KASCADE
KASCADE实验测量了大量的EAS观测值，对电子光子，μ子和强子成分进行了大量的采样。它提供了准确的数据，用于对膝关节周围能量范围内的初级宇宙射线通量进行逐事件分析。选择样品的富集质子和铁引起的广泛的空气簇射通过应用多元分析的统计技术的可能性进行审查，使用详细的蒙特卡罗模拟的三个不同的原色。研究了质子和铁分类事件的纯度和效率。在从测量数据中获得丰富的样本后，应用这些程序，在1-10 PeV的初级能量范围内研究了强子的重建数、强子能量等参数。通过比较这些簇射参数的纯化质子和铁事件，分别与模拟的分布，试图检查强相互作用模型在高能量的有效性。
2003-03-04 astro-ph
Status of the KASCADE-Grande Experiment
介绍了KASCADE-Grande广泛空气簇射实验的现状和能力。该装置位于卡尔斯鲁厄研究中心，包括一个大收集面积（0.5平方公里）的电磁阵列（Grande），与现有的KASCADE探测器联合运行。KASCADE-Grande将覆盖10^16 eV < E_0 < 10^18 eV的初级能量范围，与KASCADE在10^16 eV附近重叠，从而提供从3x10^14 eV到10^18 eV的宇宙射线的初级能量和质量的连续信息。测量的主要目标是在E_k^{Fe} ~ 10^17 eV的宇宙射线谱中明确观察到预期的“铁膝”。
2002-12-16 astro-ph
Geometric structures in hadronic cores of extensive air showers observed by KASCADE
本文分析了用KASCADE量能器测量的100GeV以上的高能强子在簇射核中的几何分布。检查数据的强子相互作用的特点和新物理的迹象，如在文献中讨论的敏感性。最具能量的强子的角相关，特别是与强子被对齐的事件的分数是量化的常用参数的装置的α_4。分析表明，观测到的α_4分布与模拟预测的一致，并且与高能强子喷流产生的角关联无关。另一个参数d_4^max描述了在探测器中测量的强子之间的距离，它对次级强子产生的横动量和初级粒子类型都很敏感。高能强子相互作用中的横动量与标准模拟中假设的横动量相差两倍或两倍以上，这与测量的d_4 ^max分布是不一致的。
2005-03-22 astro-ph hep-ph
Features of Muon Arrival Time Distributions of High Energy EAS at Large Distances From the Shower Axis
鉴于目前的努力，以扩大KASCADE实验（KASCADE-Grande）的观测广泛的空气簇射（EAS）的初级能量高达1 EeV，μ子到达时间分布的特点和它们与其他可观测的EAS量的相关性已被仔细检查的基础上，高能EAS，模拟与Monte Carlo代码CORSIKA和一般使用的QGSJET模型作为发电机。通过调用多变量分布分析的非参数方法，研究了各种可观测集的分类和误分类概率，系统地研究了充分定义的到达时间参数与其他EAS参数的各种相关性。事实证明，增加到达时间信息和跨观测时间分布的μ子的多重性具有明显的改善质量歧视的效果。研究的另一个结果是，对于所考虑的一次能量和距簇射轴的距离范围，与簇射核心到达时间的局部分布相比，全局到达时间分布对簇射核心到达时间的区分能力仅略有增强。局部第一μ子的到来。
2002-12-20 astro-ph
Cosmic Ray Energy Spectra and Mass Composition at the Knee - Recent Results from KASCADE -
本文介绍了KASCADE在膝盖能量范围内测量宇宙射线的实验的最新结果。重点放在能谱的各个质量群作为从一个二维展开应用到重建的电子和截断μ介子数的每个人的EAS。数据显示，在轻原色（p，He，C）的能谱中存在膝状结构，而重原色（A > 20）向更高能量方向的主导性增加。这一基本结果是强大的不确定性的应用相互作用模型QGSJET和SIBYLL的淋浴模拟中使用的数据分析。实验数据和EAS模拟之间观察到的细微差异提供了重要的线索，进一步改进的相互作用模型。这些数据补充了新的限制，全球各向异性的到达方向的CR和点源的上限。基于这些数据，讨论了最大加速度能量与星系扩散/漂移膝模型的鉴别模型的天体物理意义。
2004-10-23 astro-ph
The Physics of the Knee in the Cosmic Ray Spectrum
介绍了KASCADE广泛空气簇射实验的最新结果。在简要回顾了实验的现状后，我们报告了强子相互作用模型的测试，并强调了在理解$ E_{knee} ~ 4.10^{15} eV处膝的性质和起源方面所取得的进展。通过分析KASCADE量能器中的μ子和强子触发率以及簇射核中高能强子的全局性质，我们得出结论，QGSJET仍然提供了EAS数据的最佳总体描述，优于DPMJET II-5和neXus 2。进行高统计CORSIKA模拟和应用复杂的展开技术的电子和μ子簇射尺寸分布，我们能够成功地deconvolute的所有粒子的能谱成4个单独的主要质量群（p，He，C，Fe）的能谱。这些初始能量分布均呈现膝状结构，其膝位置的变化表明R ~ 2-3 PV的恒定刚度。
2002-04-12 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
A Non-Parametric Approach to Infer the Energy Spectrum and the Mass Composition of Cosmic Rays
KASCADE实验同时观测高能广泛空气簇射（EAS）的电子光子、μ子和强子成分。EAS观测值的估计的能量和质量的初级粒子的分析调用广泛的蒙特卡罗模拟的EAS发展准备参考图案。本研究利用空气簇射模拟代码CORSIKA与强子相互作用模型VENUS、QGSJet和Sibyll，包括探测器响应和效率的模拟。通过应用非参数技术的测量数据进行了分析，在一个事件的事件模式和EAS诱导粒子的质量和能量的重建。特别强调了方法上的局限性以及结果对所使用的强子相互作用模型的依赖性。从KASCADE数据获得的结果再现了在主频谱的膝盖，但揭示了一个强大的模型依赖。由于强子相互作用模型引入的系统不确定性，在膝附近的能量范围内，化学成分没有强烈的变化。
2001-02-26 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
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
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 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
Radio Emission from Cosmic Ray Air Showers: Coherent Geosynchrotron Radiation
30多年来，人们一直知道宇宙射线空气簇射发射脉冲无线电辐射，频率范围从几兆赫到几百兆赫，这种效应为利用即将到来的全数字化“软件射电望远镜”（如LOFAR）和增强粒子探测器阵列（如KASCADE Grande或Pierre Auger天文台）研究广泛的空气簇射提供了巨大的机会。然而，关于排放的强度以及潜在的排放机制仍然存在很多悬而未决的问题。伴随着LOFAR原型站的发展，致力于从广泛的空气淋浴，LOPES无线电发射的观测，因此，我们采取了一种新的方法来模拟发射过程，解释它为“相干地球同步辐射”从电子-正电子对在地球的磁场旋转。我们开发我们的模型在一步一步的过程中，将越来越现实的淋浴几何形状，以解开的相干效应所产生的不同尺度存在于空气淋浴结构，并评估其对光谱和径向依赖的辐射的影响。我们推断，空气簇射“煎饼”的厚度直接限制了发射辐射的频率范围，而辐射的径向依赖性主要是由固有的聚束锥的同步辐射和叠加的空气簇射演化作为一个整体的发射。我们的模型成功地再现了定性的趋势，在发射光谱和径向的依赖性，在过去观察到的，是一致的，在相对较大的系统误差的实验数据内的发射的绝对水平。
2003-09-23 astro-ph
Cosmic ray primary mass composition above the knee: deduction from lateral distribution of electrons
在标度理论框架下，分析了簇射涨落对闪烁计数器测量的固定尺寸EAS中电子横向分布形状的影响。根据KASCADE阵列的实验条件，计算了电子均方半径的修正因子。详细讨论了通过分析EAS电子的横向分布来改善初级质量鉴别的可能性。
2008-03-18 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
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
Amplitude calibration of a digital radio antenna array for measuring cosmic ray air showers
无线电脉冲是在空气簇射的发展过程中发射的，空气簇射是由进入地球大气层的超高能宇宙射线产生的。这些纳秒短脉冲目前正在通过各种实验进行研究，目的是将它们用作宇宙粒子的新探测技术。对于30个数字无线电天线的阵列（LOPES实验），执行包括数据采集系统的完整电子链的无线电天线的绝对幅度校准，以便估计这些短无线电脉冲的电场强度的绝对值。这是强制性的，因为在兆赫频率范围内测量的无线电信号必须与理论估计和蒙特卡罗模拟的预测进行比较，以重建初级宇宙粒子的特征。商用参考无线电发射器用于估计无线电天线阵列的每个单个天线的频率相关校正因子。预期接收功率与由全电子链记录的功率相关。由于不同的环境条件和所描述的校准程序的系统不确定度为20%。
2008-02-28 astro-ph
Search for Sources of Cosmic Rays in the Region of the Knee. II
本文介绍了从1997年8月至1999年2月用EAS-1000原型阵列记录的大范围空气簇射的到达方向分析的新结果。Alexandreas等人的方法，该方法已被用于分析CYGNUS、Milagrito、HEGRAAIROBICC、KASCADE和许多其它实验中登记的数据。在膝盖区域的能量的宇宙射线的过度通量的区域的存在被证实，以及接近的可能的天体物理宇宙射线源的坐标区。
2006-10-31 astro-ph
Radio Emission From EAS - Coherent Geosynchrotron Radiation
广泛的空气簇射（EAS）已经知道了30多年，发射频率从几到几百MHz的无线电发射脉冲，这种效应为使用下一代“软件无线电干涉仪”（如LOFAR和LOPES）研究EAS提供了很大的机会。然而，排放机制的细节迄今仍不确定。根据过去的建议，大部分的发射是地磁起源，我们模拟无线电脉冲作为“相干地球同步辐射”所产生的偏转电子和正电子在地球的磁场。我们分析发展我们的模型在一个逐步的过程中解开的相干效应所产生的不同尺度存在于簇射结构和推断簇射特性管理的频谱和径向依赖的排放。这种效应是不可避免的，我们的预测与现有的实验数据在其较大的误差范围内吻合得很好。
2003-05-19 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
