On Gamma Ray Burst and Blazar AGN Origins of the Ultra-High Energy Cosmic Rays in Light of First Results from Auger
HiRes和Auger天文台对GZK截止点的发现以及Auger对沿超银道面向附近<~75 Mpc活动星系核聚集的>~60 EeV超高能宇宙射线（UHECR）的发现，确立了UHECR的天体物理起源。UHECR的可能来源是伽马射线暴和射电噪声活动星系核，因为：（1）它们是河外的;（2）它们足够强大;（3）在相对论喷出物中可以实现超高能加速;（4）异常的X射线和伽玛射线特征可以用相对论冲击波中的非热强子加速来解释;（5）源位于GZK半径内。两个参数的加速UHE的，并限制UHECR离子加速。UHECR离子被证明是能够生存没有光致衰变，而通过活动星系核散射辐射场，即使在宽线区域深发射。整个宇宙时间的UHECR注入符合UHECR的测量能谱，至少对质子来说是这样。本地UHECR质子和离子的相互作用和能量损失平均自由程计算使用经验拟合河外背景光（EBL）在红外和光学能量。最小星系际磁场（IGM）~ 1 e-11 G是从假设特定源起源的聚类中得出的，例如，Cen A，附近的活动星系核，或用俄歇观测到的超级GZK CRs的伽玛暴。除了大面阵空间望远镜（GLAST）需要观测到的宇宙线感生γ射线特征外，源中微子和GZK中微子的探测以及UHECR到达的方向和时间分布可以最终确定最高能量的宇宙射线的来源。
2007-12-14 astro-ph
Measurement of the UHECR energy spectrum from hybrid data of the Pierre Auger Observatory
与表面探测器阵列的至少一个站同时收集的两年多的荧光探测器数据（"混合数据“）用于测量大约10 $^{18}$ eV以上的宇宙射线的通量和能谱。混合测量向仅用表面探测器数据测量的光谱的较低能量延伸，并且提供与独立数据集的交叉检查。荧光检测器的孔径和它的生存时间，这是这个测量的主要方面的确定，详细说明。给出了相应系统不确定性的当前估计。
2007-06-18 astro-ph
Measurement of the UHECR energy spectrum using data from the Surface Detector of the Pierre Auger Observatory
在接近完工的皮埃尔·俄歇天文台的南部站点，已经积累了远远超过最大的先驱实验的曝光量。我们报告了一个测量的宇宙线能谱的基础上收集的表面探测器的高统计。发展的方法来确定从重建的可观测量的频谱进行了说明。能量校准的观测，利用表面探测器的数据与荧光测量在混合事件的相关性，详细介绍。该方法简单而稳健，利用荧光检测器（FD）和表面检测器（SD）的组合，并且不依赖于详细的数值模拟或关于化学组成的任何假设。除了呈现统计不确定性，我们还讨论了系统不确定性的影响。
2007-06-14 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
Composition of UHECR and the Pierre Auger Observatory Spectrum
我们适合最近发表的皮埃尔俄歇超高能宇宙射线谱假设无论是核子或原子核发射的来源。我们考虑纯质子、纯氧或纯铁注入的简化情况。我们在源演化因子、谱指数、源谱的最大能量Z E_{max}和到源的最小距离中执行穷举扫描。我们表明，皮埃尔俄歇光谱同意我们假设的任何源成分。特别是对于铁，有两种不同的解决方案，分别具有高和低E_{max}（例如，6.4 × 10^{20} eV和2 × 10^{19} eV），这可以通过在最高能量下大部分或几乎不存在质子原色来区分。我们提出的可能性，铁占主导地位的注入通量可能是符合最新的组成测量从皮埃尔俄歇天文台的重元素占主导地位的暗示。
2007-11-06 astro-ph
Measurement of the Lateral Distribution Function of UHECR Air Showers with the Pierre Auger Observatory
皮埃尔·俄歇天文台正用于研究能量大于10 EeV的宇宙射线。必须从数据中推导出的一个基本量是横向分布函数（LDF）。LDF的知识是重要的簇射核心和簇射方向的重建。在这里，我们描述了如何测量LDF使用大样本的事件记录与表面检测器（SD）阵列和一个小样本观察到的荧光检测器（FD）。对于混合事件，其中SD和FD测量相同的淋浴是可用的，核心的位置是更好地约束比SD只有事件，从而提供了一个重要的交叉检查的LDF确定从SD测量单独。
2005-07-26 astro-ph
The obscured gamma-ray and UHECR universe
俄歇观测到的60EeV以上的超高能宇宙线（UHECR）离子成簇现象和TeV耀变体γ射线谱的解释与河外背景光（EBL）的影响有关。EBL作为伽马射线的遮蔽介质和UHECR离子和质子的后处理介质，导致GZK截止。对UHECR离子的GZK能量和团簇能量之间符合的物理基础的研究表明，CNO群核子中的UHECR成分大于60 EeV。这对UHECR的来源有着有趣的影响。我们还评论了俄歇分析。
2008-04-15 astro-ph
Pierre Auger Observatory status and results
皮埃尔·俄歇天文台是一个研究超高能宇宙射线的混合探测器，现已接近完成。在描述俄歇目前的地位和性能，强调两种不同的检测技术相结合所提供的优势，这方面的贡献提出了一个简短的全景的第一个科学成果取得的影响，我们的知识的UHECRs的起源和组成。
2007-09-14 astro-ph
Measurement of the UHECR spectrum above 10 EeV at the Pierre Auger Observatory using showers with zenith angles greater than 60 degrees
本文报道了利用俄歇天文台探测到的倾斜事件获得的宇宙线能谱的测量结果。分析了2004年1月1日至2007年2月28日期间记录到的天顶角在60至80度之间的阵雨。首先在到达方向重建簇射，然后将其拟合到从10 EeV模拟质子簇射获得的不同到达方向的μ子数的密度图，以获得核心位置和用作能量估计器的整体归一化因子N19。示出的参数N19是相关的淋浴能量测量的荧光技术的子样本的质量好的混合淋浴。这种相关性，测量与混合事件，然后被用来确定所有的阵雨的能量。
2007-06-28 astro-ph
Implications of Ultra-High-Energy Cosmic Rays for Transient Sources in the Auger Era
我们研究了来自瞬变源的超高能宇宙射线在银河系和星系际空间中的传播。基于最近的观测结果，我们还通过限制视爆发持续时间，估计了瞬态UHECR源速率的上下限和每次爆发所需的各向同性宇宙线能量输入为0.1 Gpc^-3 yr^-1 < rho_0 < 10^3.5 Gpc^-3 yr^-1和10^49.5 ergs < E_HECR^iso < 10^54 ergs，即，UHECR到达时间的分散。基于这些界限，我们讨论了所提出的候选人，如伽马射线暴和活动星系核的影响。
2008-10-30 astro-ph
GZK Horizons and the Recent Pierre Auger Result on the Anisotropy of Highest-energy Cosmic Ray Sources
受皮埃尔·奥格（Pierre Auger）最近关于最高能量宇宙射线与附近活动星系核相关性的结果的启发，我们探索了可能的超高能宇宙射线（UHECR）源分布及其对GZK视界的影响。利用实测UHECR谱推断出的局部超密程度的约束条件，仔细研究了UHECR源局部超密对GZK层位的影响。在我们的研究中，我们包括皮埃尔俄歇数据的能量校准的影响。我们提出了可能的局部超密度的UHECR源，这是在未来的宇宙线天文学测试。
2008-05-08 astro-ph hep-ph
Status and recent results of the Pierre Auger Observatory
皮埃尔俄歇天文台的目标是确定超高能宇宙射线（UHECR）的性质和起源。俄歇混合探测器结合了对这些高能粒子在大气中引发的扩展空气簇射的荧光观测，以及通过其大型切伦科夫水箱阵列对地面水平的簇射前沿的测量。这可以大大提高重建的初级宇宙线参数的精度，并在这些能量下进行两种技术之间的重要交叉校准，这是加速器实验无法实现的。阿根廷的Southern Auger站点即将完工。讨论了初级宇宙射线能谱的首次测量、各向异性搜索结果以及UHECR中光子分数的极限。
2006-08-27 astro-ph
Physics Results of the Pierre Auger Observatory
南方皮埃尔俄歇天文台目前已接近完成，积累的数据样本已经能够提取与超高能宇宙射线物理学相关的科学结果。本讲座重点介绍了UHECR到达方向（特别是银河系中心周围的各向异性搜索）和组成（提取UHE光子通量的限制及其影响）的研究的描述和结果。本文还简要地讨论了斜簇射的研究前景和探测UHE中微子的潜力。
2006-12-26 astro-ph
The Pierre Auger Observatory - a new stage in the study of the ultra-high energy cosmic rays
本文介绍了皮埃尔·奥杰天文台最近对超高能（$> 10^{17}$ eV = 0.1 EeV）宇宙射线（UHECR）的能谱、质量组成和到达方向进行测量的亮点。俄歇混合探测器结合了对由这些极高能粒子引发的扩展空气簇射的纵向剖面的荧光观测，以及通过其大型切伦科夫水箱阵列在地面水平对簇射的测量。这两种技术的互补性提供了重要的交叉检查，在能量无法达到与加速器实验。皮埃尔·俄歇实验已经观测到宇宙射线通量在40 EeV以上的强烈陡化。在$\simeq 60$ EeV以上的事件中，宇宙射线的到达方向存在显著的各向异性。这些事件在小于6 $^\circ$的角尺度上与朝向附近（$D < 100$ Mpc）活动星系核的方向相关。这两个观测结果都符合银河系外天体物理加速场UHECR产生的标准情景。导出的严格上限的光子和中微子的内容在UHECR的额外的重要参数，支持这些方案。用当前的强子相互作用模型解释的簇射最大深度随能量变化的测量结果，有利于能量高于0.4 EeV的混合宇宙线成分。我们描述了未来的计划和前景，这将进一步帮助解决50岁的UHECR难题。
2008-11-05 astro-ph
Pierre Auger Data, Photons, and Top-Down Cosmic Ray Models
我们考虑的超高能宇宙线（UHECR）的光谱测量的皮埃尔俄歇天文台。UHECR起源的自上而下的模型预测在高于约$10^{19.7}$ eV的能量处增加的光子分量。在这里，我们提出了一个简单的处方比较俄歇数据与预测假设一个纯质子组件或预测假设一个自上而下的模型适当的变化的主要成分。我们发现，自上而下的模型中预测的UHECR光谱是一个很好的拟合俄歇数据。最终，俄歇将测量一个与成分无关的光谱，并能够确认或排除自上而下模型中预测的光子数量。
2006-03-02 astro-ph hep-ph
GZK Horizons and the Anisotropy of Highest-energy Cosmic Ray Sources
基于最近Pierre Auger关于最高能量宇宙射线与邻近活动星系核相关的结果，我们探讨了可能的高能宇宙射线（UHECR）源分布及其对GZK视界的影响。利用实测UHECR谱推断出的局部超密程度的约束条件，仔细研究了UHECR源局部超密对GZK层位的影响。在我们的研究中，我们包括皮埃尔俄歇数据的能量校准的影响。我们提出了可能的局部超密度的UHECR源，这是在未来的宇宙线天文学测试。
2008-07-22 astro-ph
Tau Neutrinos in the Auger Observatory : A New Window to UHECR Sources
宇宙射线谱已被证明远远超过10^{20}eV。在过去的40年里，观察到了近20个事件，现在已经确定宇宙中的粒子被加速或产生，能量接近10^{21}eV。在所有的产生模型中，中微子和光子都是宇宙射线通量的一部分。在加速模型（自下而上模型）中，它们是作为加速带电粒子可能相互作用的第二部分产生的;在直接产生模型（自上而下模型）中，它们是衰变链的主要部分。此外，超过GZK阈值能量的强子也会沿着它们在宇宙中的路径产生中微子和光子，作为π介子光生过程的第二步。因此，光子和中微子是超高能宇宙射线潜在源的性质和分布的非常独特的特征。在下文中，我们描述了俄歇天文台的τ中微子探测和识别能力。我们发现，在3 × 10 ^{17}-3 × 10 ^{120}eV的范围内，俄歇有效孔径达到千分之几km^2.sr，这使得天文台对每km^2.sr.年只有几个τ中微子的通量很敏感。在nu_mu <-->nu_tau振荡与充分混合的假设下，这种灵敏度允许探测GZK截止以及提供对超高能宇宙射线产生机制的模型独立约束。
2001-08-10 astro-ph
Ultra-high energy Neutrinos from Centaurus A and the Auger hot spot
Pierre Auger合作报告了超高能宇宙射线（UHECR）和附近75 Mpc范围内的活动星系核（AGN）之间的相关性。其中两个事件落在距离最近的活动星系核半人马座A 3度的范围内，清楚地表明这个物体是一个强大的UHECR发射体。在这里，我们追求这一假设，并预测超高能中微子在像冰立方探测器的预期率。在我们的基线模型中，我们发现在100 TeV的阈值以上，0.4--0.6年^-1的事件发生率，其不确定性主要与对源的物理参数和模型细节的了解不足有关。这种情况将改善与详细的高能伽马射线测量的Cen A的即将到来的GLAST卫星。这将使Cen A成为第一个最终实现高能多信使天文学潜力的例子。
2008-07-25 astro-ph
Ultra High Energy Cosmic Rays from Black Hole Jets of Radio Galaxies
俄歇协作组报告说，大于60 EeV的超高能宇宙射线（UHECR）的到达方向沿超星系面聚集，并在~100 Mpc范围内与活动星系核（AGN）相关。几个事件与附近的射电星系半人马座A的关联支持了这样一种范式，即UHECR由超大质量黑洞发动机提供动力，并在射电星系内部喷流中可变等离子体风形成的冲击中加速到超高能量。75 EeV UHECR质子的GZK视界长度约为100 Mpc，因此俄歇结果与UHECR的假设质子组成一致。在这种情况下，UHECR的来源是FR II射电星系和FR I星系，如Cen A，其散射辐射场增强了UHECR中性束的产生。喷流指向远离我们的射电星系仍然可以被观察到作为UHECR源，这是由于这些星系的射电叶中的磁场使UHECR发生偏转。在blazar活动星系核的光谱中，一个宽带的~1 MeV - 10 EeV辐射分量是由UHECR在河外背景光（EBL）中引起的级联辐射形成的。这种辐射太微弱了，无法从Cen A中看到，但可以从更明亮的耀变体中检测到。
2009-03-18 astro-ph
Light Nuclei solving Auger puzzles. The Cen-A imprint
AUGER小组最近发现了60 EeV的超高能宇宙射线（UHECR）图。这一结果被解释为AGN源在GZK边缘主要从超银道面喷射质子的表现。这个结果是令人惊讶的，因为没有更近的室女星系团。此外，光谱中早期截止的GZK可能与轻核（而不是质子）更好地协调。此外，一个大组（近12个）的事件集群可疑沿Cen-A。最后，质子UHECR组成的性质是在尖锐的分歧与早期奥格声称的重核优势在40 EeV。因此，我们在这里解释的信号，主要是UHECR轻核（He，Be，B，C，O），很可能大部分是最轻的（He，Be），从最近的AGN Cen-A喷出，被银河系磁场涂抹的UHECR，其随机垂直弯曲与超银河臂重叠。由于超银河平面（臂）和涂抹之间如此罕见的巧合，最终发生了Auger误解来自Cen-A的（随机）信号，垂直于银河场弯曲。我们的推导验证了He，Be和B，C，O的随机涂抹角的一致性，与Cen-A附近的AUGER主群事件有合理的一致性。只有少数其他罕见的事件在其他地方传播。Cen-A的准直度最高，最轻。传播的越多，传播的越重。因此，Cen-A是HEAT和AMIGA作为增强的AUGER阵列在千万PeV能量下可观测到的最佳候选UHE中微子τ。这一模型可能很快被新事件聚集在Cen-A周围和成分印记研究所检验。
2008-08-07 astro-ph hep-ph
Small Scale Anisotropy Predictions for the Auger Observatory
我们研究的小尺度各向异性信号预计在皮埃尔俄歇天文台在未来1，5，10和15年的操作，从超高能（UHE）质子源。我们数值传播UHE质子在宇宙学的距离使用注入光谱和归一化，适合当前的数据高达$\sim 10^{20}\eV$。我们通过超高能宇宙射线（UHECR）在局部宇宙中的平均密度（$\barρ = 10^{-r}$ Mpc $^{-3}$，其中$r$在3和6之间）来表征超高能宇宙射线（UHECR）的可能来源。这些密度跨越了广泛的河外地点的UHECR源，从常见的罕见的星系，甚至星系团。我们模拟100实现每个模型和计算两点关联函数的事件与能量以上$4 \times 10^{19}\eV$和以上$10^{20}\eV$，专门的俄歇望远镜的情况下。我们发现，对于$r\ga 4$，俄歇应该能够检测到小规模的各向异性在不久的将来。仅根据宇宙射线数据区分不同的源密度将比检测偏离各向同性更具挑战性，并且可能需要更大的事件统计数据。将角分布研究与GZK特征周围的光谱形状相结合也将有助于区分不同的源情景。
2006-03-22 astro-ph
The Pierre Auger Observatory: status, results and perspective
虽然皮埃尔·俄歇天文台（或简称"俄歇“）的建设仍在进行中，但自2004年1月1日以来积累的5165 km^2. sr. yr的综合接收量现在明显大于以前专门用于探测超高能宇宙射线（UHECR）的实验所收集的数据。本文报道俄歇的发展状况，并给出宇宙线能谱、组分和各向异性以及超高能光子分数的一些结果。我们简要讨论了脚踝区域的重要性，以了解宇宙射线的整体现象，并提到未来的增强俄歇专注于这个能量范围。
2007-09-16 astro-ph
High energy radiation from Centaurus A
我们计算了最近的活动星系核（AGN），半人马座A，高能宇宙射线的通量和伴随的次级光子和中微子的强子相互作用的来源。我们使用射电喷流中的激波加速和活动星系核核附近规则电磁场中的加速作为两个基本模型来研究高能宇宙射线（UHECR）的产生。虽然光子上的散射在加速接近核心的情况下占主导地位，但如果加速沿着射流发生，则气体上的散射变得更加重要。将半人马座A的UHECR通量标准化为俄歇实验的观测值，如果一个陡峭的UHECR通量$\d N/\d E\propto E^{-α}$与$α=2.7$向下延伸到$10^{17}$ eV，那么中微子通量在1 km的$^3$中微子望远镜中可以勉强观测到。相关的光子通量接近或超过大气切伦科夫和$γ$射线望远镜对$α\gsim 2$的观测数据。特别是，我们发现，目前的数据有利于要么软UHECR注入光谱比$α=2.7$半人马座A或较低的UHECR流量比预期的俄歇观测归一化。
2008-11-18 astro-ph
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。
2006-09-20 astro-ph
A closer look at the spectrum and small scale anisotropies of UHECRs
我们目前的数值模拟结果的超高能宇宙射线（UHECRs）的宇宙学距离的传播，旨在量化的统计意义上的最高能量的数据的频谱和小尺度各向异性检测AGASA实验。我们评估的意义，缺乏GZK功能及其兼容性与报告的小规模各向异性。假设UHECRs是河外质子源，我们发现小尺度各向异性与报告的光谱在$2 \times 10^{-5}$的概率水平是不相容的。我们对AGASA结果的分析表明，在未来的高统计实验中，如俄歇实验，结合光谱和小尺度各向异性数据的能力。
2005-07-13 astro-ph
Super Heavy Dark Matter and UHECR Anisotropy at Low Energy
超重准稳定粒子是在早期宇宙中自然产生的，可以代表暗物质的一个重要部分：所谓的超重暗物质（SHDM）。SHDM的衰变也代表了超高能宇宙射线（UHECR）的可能来源，衰变$(\propto E^{-1.9})$中产生的粒子的可靠计算光谱。UHECR产生的SHDM模型只能定量地解释AGASA观测到的UHE事件的过量。在观测光谱未显示AGASA过量的情况下，SHDM模型只能提供对UHECR通量的{ \it次显性}贡献。我们在这里讨论的基本特征SHDM生产的{ \it subdominant} UHECR通量，我们指我们的研究可能的签名的模型在俄歇天文台讨论特别是预期的化学成分和各向异性。
2008-02-13 astro-ph
The footprint of large scale cosmic structure on the ultra-high energy cosmic ray distribution
目前在超高能宇宙射线（UHECR）中收集高统计数据的实验正在打开一扇了解宇宙的新窗口。在这项工作中，我们讨论了一个大尺度结构模型的UHECR起源评估预期的各向异性的UHECR到达分布从一个给定的天文目录的本地宇宙。该模型考虑了目录中的主要选择效应和UHECR传播效应。通过应用这种方法的IRAS PSCz目录，我们得到的最小统计需要显着拒绝的假设，UHECRs跟踪重子分布在宇宙中，特别是提供了一个预测的俄歇实验。
2006-01-17 astro-ph
Studies of clustering in the arrival directions of cosmic rays detected at the Pierre Auger Observatory above 10 EeV
如果发现超高能宇宙射线的到达方向的聚集，这将提供关于它们的起源、组成以及银河系和河外磁场的重要信息。我们在这里提出的分析的自相关函数的数据从皮埃尔俄歇天文台作为一个功能的角度尺度和能量阈值。我们比较我们的结果与以前的实验发现的信号。
2007-06-12 astro-ph
Hybrid Performance of the Pierre Auger Observatory and Reconstruction of Hybrid Events
皮埃尔俄歇天文台是一个“混合”UHECR探测器。天文台的地面探测器（SD）和空气荧光探测器（FD）设计用于同时观测宇宙线簇射，占空比为10%。预计所得数据的质量优于单独操作的SD或FD。混合操作，触发，数据采集和事件重建成功地证明了在该项目的原型阶段。本文重点介绍了75个混合事件记录在四个月期间运行的原型探测器在2001年底和2002年初。描述了用于重建混合事件的几何技术，并证明了其优于传统的仅FD方法的优点。水切伦科夫信号的横向分布，来自这些数据，提出。
2003-08-28 astro-ph
A Constraint on Electromagnetic Acceleration of Highest Energy Cosmic Rays
超高能宇宙射线（UHECR）电磁加速的能量学受到粒子在加速场内的约束和粒子在约束磁场中的辐射能量损失的约束。我们证明了~ 3 x 10^{20} eV事件的探测与具有高磁场的紧凑宇宙加速器可能是UHECR源的假设不一致。这排除了最流行的候选者，即旋转的中子星，活动星系核（AGN）和伽马射线暴冲击波。星系团和活动星系核射电瓣仍然是UHECR加速场唯一可能的候选者（尽管不是很强）。我们的分析对直线加速器没有限制。利用未来俄歇实验的数据，人们应该能够回答传统理论是否有效，或者需要一些新的物理学来解释UHECR的起源。
2003-03-12 astro-ph
Ultra-high energy cosmic rays from radio galaxies revisited
皮埃尔·俄歇天文台在附近的射电星系半人马座A的方向上观测到了一个惊人的超高能宇宙射线（UHECR）事件，这使人们重新认识到射电星系可能是UHECR的主要来源。本文简要介绍了射电星系中质子和核的加速过程及其与喷流功率、射电形态和宇宙源密度的关系。我们认为，除了最强大的FR-II射电星系，在射电瓣的过程是不太可能解释的起源UHECR。然而，费米加速质子在内部冲击的“blazarzone”的所有射电星系，和他们的光强子转换成中子，可能会导致喷射的“UHECR光束”，保持准直超过几个百万秒差距。这种假设的解释的UHECR事件分布，特别是半人马座A的特殊情况下，的后果进行了讨论。
2008-08-03 astro-ph
Effects of the Energy Error Distribution of Fluorescence Telescopes on the UHECR energy spectrum
超高能宇宙线（UHECR）谱的测量受到重建能量不确定性的强烈影响。GZK截止的存在或不存在及其在能谱中的位置的确定不仅取决于高统计，而且取决于能量误差分布的形状。在这里，我们确定荧光望远镜的能量误差分布，基于蒙特卡罗模拟。详细模拟了HiRes和Auger荧光望远镜。我们分析了与这种能量误差分布卷积的UHECR谱。我们比较这个频谱与对数正态误差分布以及高斯误差分布的卷积。我们发现，荧光探测器的能量误差分布不能由这些已知的分布。我们的结论是，卷积能谱将被涂抹，但不足以影响GZK截止检测。这一结论适用于HiRes和Auger荧光望远镜。这一结果不同于地面探测器获得的能量误差分布的影响，并加强了荧光能量测量的重要性。我们还研究了能谱中可能的荧光产率测量误差的影响。
2007-02-05 astro-ph hep-ex hep-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
Superheavy dark matter as UHECR source versus the SUGAR data
超重暗物质（SHDM）的衰变或湮灭产物可能导致超高能宇宙线（UHECR）光谱的终结。在这种情况下，皮埃尔俄歇天文台的南阵列应该在未来观测到朝向银河系中心的UHECR到达方向的显着各向异性。在这里，我们使用已经存在的SUGAR数组数据来测试这种可能性。如果衰变的SHDM是根据核心半径R_c=15 kpc的Navarro-Frenk-White（NFW）暗物质分布的，并且只对6*10^{19} eV以上的UHECR（即AGASA过量）负责，则由SUGAR阵列测量的到达方向与该模型一致的概率约为10%。相比之下，如果DM的平滑分量主导信号，则SUGAR数据至少在99%CL处不利于消除SHDM的模型。
2003-07-02 astro-ph hep-ph
Searching for a Correlation Between Cosmic-Ray Sources Above 10^{19} eV and Large-Scale Structure
我们研究的各向异性签名，这是预期的，如果超高能量，>10^{19} eV，宇宙射线（UHECR）的来源是河外和跟踪大尺度分布的发光物质。利用PSCz星系表作为大尺度结构（LSS）的示踪物，我们得到了UHECR强度的预期全天角分布。我们定义了一个统计量，测量预测和观察到的UHECR到达方向分布之间的相关性，并表明它比功率谱和两点关联函数对预期的各向异性签名更敏感。相关统计量的分布对未知的UHECR源密度红移演化和未知的星系间磁场强度和结构不敏感。我们发现，使用这个统计，最近公布的> 5.7 × 10 ^{19} eV俄歇数据不符合各向同性在~98% CL，并符合源分布的痕迹LSS，与一些偏好的源分布，是有偏见的星系分布。各向异性特征在较低的能量（> 4x 10 ^{19} eV）下也应该是可检测的。俄歇暴露量增加几倍可能会将显着性增加到> 99%CL，但不会增加到> 99.9%CL（除非UHECR源密度与星系相当或大于星系）。为了区分不同的偏差模型，实验的绝对能量校准中的系统不确定度应降低到远低于当前的~ 25%。
2008-05-12 astro-ph hep-ph
On the acceleration of Ultra-High-Energy Cosmic Rays
超高能宇宙射线（UHECR）以超过$10^{18}$ eV的能量撞击地球大气层。这与以100 km/h速度运动的网球所携带的能量相同，但集中在亚原子粒子上。UHECR非常罕见（具有$E > 10^{20}$ eV的粒子通量为0.5/km $^2$ /世纪），因此在过去50年中仅检测到少数此类粒子。最近，HiRes和Auger实验报告了在UHECR光谱中发现了高能截止，Auger发现了最高能量事件向附近活动星系核的明显聚集。共识是，最高能量的粒子在这些物体的射电亮叶内加速，但目前尚不清楚这实际上是如何发生的，以及截止是由于传播效应还是反映了加速过程的内在物理限制。目前，低事件统计允许许多不同的合理模型;然而，观测开始对它们施加强有力的限制。这些观察也激发了新物理学可能涉及的建议。我们提出了一个审查的关键理论和观测问题的传播和加速过程中的UHECR和提出的解决方案。
2008-09-18 astro-ph hep-ph
Lorentz Invariance Violation and the Observed Spectrum of Ultrahigh Energy Cosmic Rays
在量子引力理论的推动下，人们对洛伦兹不变性的可能违反产生了很大的兴趣。有人认为，少量的洛伦兹不变性破坏（LIV）可以关闭高能宇宙射线（UHECR）与宇宙背景辐射光子的光生相互作用，从而消除Greisen Zatsepin和Kuzmin（GZK）预测的最高能量宇宙射线谱的急剧陡峭。然而，最近由HiRes和Auger合作报告的UHECR光谱的测量结果表明存在GZK效应。我们提出了一个详细的计算结果的修改所造成的LIV的UHECR频谱使用的形式主义的科尔曼和Alfrehow。然后，我们将这些结果与俄歇和HiRes的实验UHECR数据进行比较。基于这些数据，我们找到了$4.5^{+1.5}_{-4.5} \times 10^{-23}$的LIV的最佳拟合量，与$6 \times 10^{-23}$的上限一致。这种可能的LIV量可以导致宇宙射线光谱在比目前观察到的更高的能量下恢复。这样的LIV恢复效应可以使用未来的探测器进行观测测试。
2009-02-25 astro-ph gr-qc hep-ph
Testing Lorentz Invariance with Ultra High Energy Cosmic Ray Spectrum
根据HiRes和Auger实验观测到的超高能宇宙线（UHECR）谱预测了GZK截止。结果提出了严格的约束的洛伦兹不变性破坏（LIV）的影响，已被引入解释GZK截止的AGASA数据中指出的情况下。假设源分布均匀，具有单一的幂律谱，我们考虑了电离产生、$e^+e^-$对产生和绝热能量损失等过程，计算了地球上观测到的UHECRs谱。计算中还考虑了LIV的影响。通过对HiRes单目谱和Auger组合谱的拟合，我们发现LIV参数分别被约束为$ξ=-0.8^{+3.2}_{-0.5}\times10^{-23}$和$0.0^{+1.0}_{-0.4}\times10^{-23}$，这与严格的Lorentz不变性在最高能量下是一致的.
2009-05-04 astro-ph hep-ph
Large Scale Air Shower Simulations and the Search for New Physics at AUGER
对GZK截止点附近的大尺度空气簇射进行了数值模拟。的级联的各个子组件的行为进行了广泛的分析。我们集中我们的调查都在整个大气层和各种级联的几何结构，特别是在横向分布的总和部分多重性的研究。本文还探讨了在俄歇望远镜上探测超高能宇宙射线（UHECR）中新物理的可能性。我们试图解开由于标准的统计波动的影响，在第一次质子撞击在淋浴形成的相互作用和评论这些点。我们认为，理论模型预测大失踪的能量可能有机会被确定，一旦在能量测量的校准误差被解决的实验合作，在测量包容性的多重性。
2003-08-17 astro-ph hep-ph hep-th
