The Tunka-133 EAS Cherenkov light array: status of 2011
2009年，在通卡山谷（距离贝加尔湖50公里）安装了一个新的EAS切伦科夫光阵，通卡-133，几何面积约为1平方公里。该阵列允许用统一的方法详细研究能量范围为10^16 - 10^18 eV的宇宙线能谱和质量组成。本文介绍了阵列的结构、数据采集和阵列校准方法，讨论了能量重建和测量绝对校准的方法。通过对EAS切伦科夫光的空间和时间结构的分析，可以估计EAS最大值X_max的深度。利用2009 - 2011年两个冬季的观测资料，计算了EAS的全粒子能谱和最大值X_max随初始能量变化的平均深度。切伦科夫阵列与天线的EAS无线电信号检测的联合操作的初步结果。讨论了今后的升级计划-部署远程集群、无线电天线和闪烁体探测器网络以及HiSCORE伽马望远镜原型。
2012-01-10 astro-ph.HE
Overview on the Tunka-Rex antenna array for cosmic-ray air showers (ICRC 2017)
通卡-雷克斯是一个$3\,$ km的$^2$大型天线阵，用于西伯利亚靠近贝加尔湖的TAIGA天文台的宇宙射线空气簇射。2016年秋季，通卡-雷克斯已经扩展到总共63个站，每个站都配备了SALLA天线，用于在$30-80\,$ MHz频段内运行的两个极化方向。所有的天线站都由现场的其他宇宙射线探测器触发，即，通卡-雷克斯与通卡-格兰德闪烁探测器阵列同时运行，并在晴朗的夜晚与通卡-133非成像空气-切伦科夫阵列同时运行。与以前的测量相比，白天和恶劣天气的触发使年暴露量增加了一个数量级，预计更高密度的天线将提高准确性-特别是宇宙射线质量组成。除了通卡-雷克斯的地位和潜力的概述最近发表的结果将被提交：通过比较无线电和空气切伦科夫信号相同的空气阵雨，通卡-雷克斯精度最重要的淋浴参数已被确定。方向精度约为$1^\circ$，对于高质量事件，簇射极大值深度精度$X_\mathrm{max}$优于$40\,$ g/cm $^2$，能量精度优于$15\,\%$。当使用Tunka-133测量的簇射几何形状时，甚至可以仅使用单个天线站来粗略估计簇射能量和$X_\mathrm{max}$。此外，通过使用完全相同的外部校准源的天线在LOPES实验中，我们已经表明，不同的空气簇射阵列的绝对能量尺度可以相互比较在$10\,\%$精度。因此，Tunka-Rex将提高TAIGA对能量高于$0.1\,$ EeV的宇宙…
2017-08-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
Seven years of Tunka-Rex operation
通卡射电扩展站（Tunka-Rex）是位于西伯利亚通卡山谷的一个数字天线阵列，它测量能量高达EeV的宇宙射线空气簇射的无线电发射。通卡-雷克斯由通卡-133空气-切伦科夫定时阵列（夜间）和通卡-格兰德粒子探测器阵列（剩余时间）外部触发。这三个阵列包括通卡高级宇宙射线和伽马天文仪器（TAIGA）的宇宙射线扩展部分。Tunka-Rex的配置和分析管道在其运行时发生了重大变化。天线的密度增加了三倍，管道变得更加发达，现在形成了复杂的重建软件。在其生命周期中，Tunka-Rex已经证明，具有成本效益和全占空比的无线电探测器可以重建能量和簇射最大值，其精度可与光学探测器媲美。此外，研究表明，使用不同探测技术并放置在不同地点的宇宙射线仪器可以通过其无线电分机进行交叉校准。这些结果显示了射电技术在未来宇宙线和中微子探测的大规模实验中的应用前景。目前，Tunka-Rex已停止主动测量，并专注于数据分析，并在一个具有在线分析功能的开放式数据中心发布相应的软件和数据。在这份报告中，我们提出了目前的状态的阵列，并给出了这些年来取得的成果的概述，以及讨论即将到来的仪器和数据分析，这可以应用于未来的无线电阵列的改进。
2019-08-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
Approximating the Lateral Distribution Function of Cherenkov Radiation as a Function of the Particle Type for Tunka-133 Array
本文的主要工作是分析广泛空气簇射（EAS）中粒子的切伦科夫辐射的横向分布函数（LDF）。利用CORSIKA程序对Tunka-133阵列条件下的垂直簇射的许多基色在膝区附近的1 PeV初级能量下进行了切伦科夫辐射LDF的模拟。根据切伦科夫光LDF的数值模拟结果，对几个粒子重新设置了参数化多项式函数集，作为初级粒子类型的函数。对垂直EAS级联中的几种初级粒子，用近似的切伦科夫辐射LDF与用CORSIKA程序模拟的Tunka-133阵列的LDF进行了比较。
2018-10-24 astro-ph.HE astro-ph.IM
Tunka-Rex: the Cost-Effective Radio Extension of the Tunka Air-Shower Observatory
通卡-雷克斯是通卡宇宙射线天文台的无线电延伸，位于西伯利亚贝加尔湖附近。自2012年10月以来，通卡-雷克斯测量了与非成像空气切伦科夫阵列通卡-133一致的空气阵雨的无线电信号。此外，今年将有更多的天线投入使用，这是由新的闪烁体阵列Tunka-Grande触发的，该阵列测量空气簇射的次级电子和μ子。Tunka-Rex是一个演示器，展示了天线阵列在不损失显著性能的情况下如何经济：我们决定使用简单而强大的SALLA天线，并且我们分别与PMT检测器和解调器共享以从属模式运行的现有DAQ。这意味着Tunka-Rex是外部触发的，不需要自己的基础设施和DAQ进行混合测量。由此，可以研究补充无线电测量的性能和附加值，特别是在大约$10^{17}-10^{18}\,$ eV的能量范围内的重建能量和簇射最大值的精度。在这里，我们展示了第一个结果的能量重建表明，无线电测量可以与空气切伦科夫测量的精度。此外，我们还讨论了Tunka-Rex的未来计划。
2015-04-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Tunka Radio Extension (Tunka-Rex): Radio Measurements of Cosmic Rays in Siberia (PISA 2015)
通卡天文台位于俄罗斯西伯利亚贝加尔湖附近。其主要探测器Tunka-133是一组光电倍增管，用于测量能量范围约为$10^{16}-10^{18}\,$ eV的宇宙射线引发的空气簇射的切伦科夫光。在过去几年中，通卡场址已进行了几次扩建，例如，一个名为Tunka-Grande的闪烁体阵列，一个名为HiSCORE的复杂空气切伦科夫探测器原型，以及无线电扩展Tunka-Rex。通卡-雷克斯于2012年10月开始运行，目前有44个天线，分布在约$3\,$ km $^2$的区域，测量通卡-133和通卡-格兰德探测到的相同空气阵雨的无线电发射。Tunka-Rex是一个技术演示器，无线电技术可以提供现有空气簇射阵列的经济扩展。主要的科学目标是与空气切伦科夫测量的交叉校准。通过这种交叉校准，可以确定初级宇宙线粒子能量和质量重建的精度。最后，通卡-雷克斯可以用于能量接近$1\,$ EeV的宇宙射线物理，其中标准的通卡-133分析受到统计学的限制。与空气切伦科夫测量相比，无线电测量不限于黑暗，晴朗的夜晚，可以提供更大的曝光量。
2015-09-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Tunka-Rex: Status, Plans, and Recent Results (ARENA 2016)
Tunka-Rex是西伯利亚TAIGA设施（Tunka宇宙射线物理学和伽马天文学先进仪器）的Tunka射电扩展，最近已扩展到总数为63个SALLA天线，其中大多数分布在一平方公里的面积上。在运作的最初几年，通卡-雷克斯完全由位于同一地点的通卡-133空中切伦科夫阵列触发。两个探测器测量结果的相关性提供了直接的实验证据，表明无线电阵列可以测量簇射最大值的位置。到目前为止达到的精度为40 g/cm ^2，并且正在研究几种方法上的改进。此外，Tunka-Rex和Tunka-133的交叉比较表明，Tunka-Rex的能量重建精度为15%，包括绝对能量标度在内的总精度为20%。通过对Tunka-Rex和LOPES使用完全相同的校准源，可以更准确地比较其宿主实验Tunka-133和KASCADE-Grande的能量尺度，剩余的不确定度约为10%。通卡-雷克斯今后几年的主要目标是研究能量范围在100 PeV以上的宇宙射线质量组成：为此目的，通卡-雷克斯现在也在白天由通卡-格兰德粒子探测器阵列触发，该阵列具有用于电子和μ子探测的地面和地下发射器。
2017-01-31 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Tunka Radio Extension (Tunka-Rex): Status and First Results (ICRC 2013)
Tunka-Rex是一种新的无线电天线阵列，它扩展了西伯利亚贝加尔湖附近的Tunka实验。它由20个天线组成，覆盖面积为1平方公里，用于测量高能空气簇射的无线电发射。通卡-雷克斯由通卡的光电倍增管阵列触发，测量能量范围从大约10 PeV到1 EeV的空气簇射的空气切伦科夫光。这种配置允许在全球范围内首次对相同事件的无线电和空气切伦科夫信号进行混合测量：这是在两种方法之间进行交叉校准的理想情况。因此，Tunka-Rex的主要目标是通过将无线电测量结果与空气切伦科夫测量结果的重建进行比较，确定无线电测量结果的可实现能量和Xmax精度。Tunka-Rex于2012年秋季开始运行，并已探测到空气簇射事件。在本文中，我们提出了通卡雷克斯的地位和第一个结果表明，通卡雷克斯措施确实无线电发射的空气阵雨，这是敏感的能量。
2013-08-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
Imporoving reconstrucion methods for radio measurements with Tunka-Rex
Tunka-Rex是位于西伯利亚的宇宙射线空气簇射产生的无线电发射探测器，由Tunka-133（一个位于同一地点的空气切伦科夫探测器）在夜间触发，并由闪烁体阵列Tunka-Grande在白天触发。通卡-雷克斯卫星表明，无线电技术可以提供一个具有成本效益的现有空气簇射阵列的扩展。Tunka-Rex的工作频率范围为30-80 MHz，受到银河系背景的限制，并受到当地无线电干扰。我们调查的可能性，改善测量数据使用不同的方法，特别是，多元背景抑制被认为是，以及改善似然拟合的幅度的横向分布。
2017-02-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
Tunka-Rex: Status and Results of the First Measurements (RICAP 2013)
通卡-雷克斯是通卡-133的无线电延伸，位于西伯利亚贝加尔湖附近。后者是一个光电倍增管阵列，记录宇宙射线粒子引起的空气簇射产生的空气切伦科夫光，初始能量约为$10^{16}$至$10^{18}$ eV。通卡-雷克斯扩展了这个探测器，在$^2$ 1公里的区域内分布了25个天线。它由Tunka-133外部触发，并探测相同空气簇射的无线电发射。空气切伦科夫和无线电探测器的组合提供了一个混合测量和两种技术之间的交叉校准的设施。Tunka-Rex的主要目标是确定使用无线电探测技术重建空气簇射参数的精度。它于2012年秋季开始运作。我们提出了通卡雷克斯的整体概念，阵列的当前状态和初步分析结果。
2013-10-31 astro-ph.HE astro-ph.IM
Towards a cosmic-ray mass-composition study at Tunka Radio Extension (ARENA 2016)
通卡无线电分机（Tunka-Rex）是位于西伯利亚贝加尔湖南端附近的TAIGA设施的无线电探测器。通卡-雷克斯测量高能宇宙射线引起的空气簇射，特别是无线电脉冲的横向分布。根据横向分布函数（LDF）的斜率，确定在统计上取决于初级粒子质量的空气簇射最大值的深度。使用模型无关的方法，我们已经研究了可能的功能的一维斜率法，并试图找到改进的重建的主要质量。为了研究不同初级粒子引起的系统不确定性，我们使用最近发布的CORSIKA v7.5的CONEX和CoREAS软件包，包括现代高能强子模型QGSJet-II.04和EPOS-LHC进行了模拟。模拟表明，能量沉积中最大的系统不确定性是由于未知的初级粒子。最后，我们研究了偏振态与LDF非对称性的关系。
2017-02-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Tunka-Grande scintillation array: current results
通卡-格兰德实验是位于西伯利亚通卡山谷的一个闪烁阵列，敏感面积约为0.5 sq.km，用于测量广泛空气簇射（EAS）中的带电粒子和μ子。通卡-格兰德是最佳的宇宙射线研究的能量范围在10 PeV至约1 EeV，其中探索的组成是至关重要的了解从银河系到河外起源的宇宙射线的过渡。本文试图提供一个概要的目前的实验结果。特别是，在10 PeV至1 EeV范围内的所有粒子的能量谱的重建的基础上，从四个观测季节的实验数据。
2022-09-12 astro-ph.HE astro-ph.IM
Reconstruction of cosmic ray air showers with Tunka-Rex data using template fitting of radio pulses
本文提出了一种改进的方法，用稀疏射电阵列精确重建$10^{17}$ eV以上的宇宙线空气簇射。该方法是基于无线电脉冲形状的预测的比较，通过CoREAS模拟测量脉冲。我们应用我们的方法的数据通卡-雷克斯，1公里的$^2$无线电阵列在西伯利亚工作在30-80 MHz的频带。通卡-雷克斯由空气切伦科夫探测器通卡-133和发射器（通卡-格兰德）触发。该仪器收集自2012年以来的空气簇射数据。本文介绍了最新的数据和信号分析的Tunka-Rex和一种新的方法的细节。在效率削减后，当Tunka-Rex达到其最高效率时，由于校准不确定性和簇射波动，新方法给出的约10%的能量分辨率已达到系统不确定性的极限。同时，与基于横向分布的斜率的先前方法相比，簇射最大值重建被显著地改进到高达35 g/cm $^2$的精度。我们还定义，现在实现的测量条件，在该淋浴的最大分辨率Tunka雷克斯达到25克/厘米$^2$的值，并成为具有竞争力的光学探测器。为了检查和验证我们的重建和效率削减，我们将个别事件与Tunka-133的重建进行比较。此外，我们比较平均簇射最大值作为一个函数的初级能量的其他实验的测量。
2018-07-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Tunka-Rex Experiment for the Detection of the Air-Shower Radio Emission (ARENA 2014)
通卡-雷克斯实验（通卡无线电分机）已于2012年在通卡山谷（俄罗斯布里亚特共和国）部署。其目的是根据空气簇射的无线电发射研究高能宇宙射线的能谱和质量组成的方法。通卡-雷克斯是一个由25个无线电天线组成的阵列，分布在3平方公里的区域内。通卡-雷克斯最重要的特点是，测量空气簇射无线电发射与通卡-133装置同时进行，通卡-133装置检测由相同的大气簇射产生的切伦科夫辐射。无线电发射和切伦科夫光的联合测量为两种量热检测方法的交叉校准提供了一个独特的机会。Tunka-Rex的主要目标是确定使用无线电探测技术重建空气簇射参数的精度。在这篇文章中，我们目前的状态Tunka-Rex和第一个结果，包括重建方法的初级宇宙射线的参数。
2017-02-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
Present status and prospects of the Tunka Radio Extension
通卡无线电分机（通卡-雷克斯）是一个数字无线电阵列，工作频带为30-80兆赫，探测能量在100千电子伏以上的宇宙射线产生的空气簇射的无线电发射。该实验安装在TAIGA（Tunka宇宙射线和伽马天文学高级仪器）观测站，并与位于同一地点的粒子和空气切伦科夫探测器进行联合测量，探测器处于被动模式，接受后者的触发。Tunka-Rex从2012年开始收集数据，在过去的五年里经历了几次升级。因此，天线场的密度自投入使用以来增加了三倍。在这篇文章中，我们提出了通卡-雷克斯实验的最新结果，特别是更新的分析和效率的研究，已被应用到测量的平均簇射最大值作为能量的函数的宇宙射线的能量高达EeV。未来的计划也进行了讨论：调查对宇宙射线的能谱与通卡-雷克斯和他们的质量组成相结合的通卡-雷克斯数据与μ介子测量的粒子探测器通卡-格兰德。
2018-12-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
Tunka-Rex: energy reconstruction with a single antenna station (ARENA 2016)
通卡-雷克斯（Tunka-Rex）是一个探测西伯利亚空气阵雨的无线电探测器。从2012年到2014年，通卡-雷克斯与其主机实验通卡-133空气切伦科夫阵列一起运行，该阵列提供触发，数据采集和独立的空气淋浴重建。结果表明，对于至少有3个天线的事件，利用距簇射轴120 m处的射电振幅作为能量估计，Tunka-Rex方法可以重建出精度为15%的空气簇射能量。使用来自主实验Tunka-133的空气簇射几何形状（簇射核心和方向）的重建，能量估计器原则上已经可以通过接近参考距离的单个天线的测量获得。本文提出了一种只需要一根天线就可以实现同相轴选择和能量重构的方法，其精度可达20%左右。该方法增加了有效探测器面积，降低了天顶距和能量的阈值，导致比标准重建中多三倍的事件。
2017-02-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
Advanced Signal Reconstruction in Tunka-Rex with Matched Filtering and Deep Learning
通卡无线电分机（通卡-雷克斯）是一个在30 - 80兆赫频带工作的数字天线阵列，测量超高能宇宙射线引起的空气簇射的无线电发射。Tunka-Rex与西伯利亚的TAIGA实验位于同一地点，由63个天线组成，其中57个位于约1平方公里的密集仪器区。来自空气簇射的信号是短脉冲，其持续时间为数十纳秒，并以约5 μ s长的轨迹记录。宇宙射线事件的通卡-雷克斯分析是基于这些信号的重建，特别是它们在轨迹和振幅中的位置。这种重建在低的信噪比下，即当记录的轨迹由背景主导时受到影响。为了降低检测阈值并提高效率，我们采用了先进的信号重建方法，即匹配滤波和具有自动编码器架构的深度神经网络。在本工作中，我们展示了用这些技术获得的信号重建之间的比较，并给出了用深度神经网络获得的Tunka-Rex信号的第一次重建的例子。
2019-06-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
Radio measurements of the energy and the depth of the shower maximum of cosmic-ray air showers by Tunka-Rex
我们重建的能量和簇射最大的空气簇射的位置与能量$E \gtrsim 100 $ PeV应用的方法，使用无线电测量与通卡雷克斯。事件到事件的比较，空气切伦科夫测量相同的空气阵雨与通卡-133光电倍增管阵列证实，无线电重建工作可靠。Tunka-Rex重建方法和绝对尺度已在CoREAS模拟上进行了调整，并产生与Tunka-133测量一致的能量和$X_{\mathrm{max}}$值。两个独立测量季节的结果在统计不确定性范围内一致，这为无线电重建提供了额外的信心。Tunka-Rex的能量精度与Tunka-133的$15 %$精度相当，并且在由天线的幅度校准主导的绝对尺度上表现出$20 %$不确定性。对于$X_{\mathrm{max}}$来说，这是第一次用一种不同的、已建立的方法对无线电测量进行直接的实验相关。目前，Tunka-Rex的$X_{\mathrm{max}}$分辨率约为$40 $ g/cm $^2$。由于目前的分析还没有发现任何原理上的局限性，因此通过部署额外的天线和进一步发展重建方法，这种分辨率可能会得到提高。
2016-01-08 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
A comparison of the cosmic-ray energy scales of Tunka-133 and KASCADE-Grande via their radio extensions Tunka-Rex and LOPES
无线电技术是一种很有前途的方法，用于探测能量在$100\,$ PeV附近或更高的宇宙线空气簇射。由于无线电信号的幅度可以绝对测量，并且随着簇射能量的增加而增加，因此无线电测量可以用于确定绝对尺度上的空气簇射能量。我们表明，校准测量的无线电探测器操作的主机实验测量空气淋浴的基础上，其他技术的一致性，可用于比较这些主机实验的能量尺度。使用两种方法，首先通过直接的振幅测量，第二，通过比较测量与空气淋浴模拟，我们比较的能量尺度的空气淋浴实验通卡-133和KASCADE-格兰德，使用他们的无线电扩展，通卡-雷克斯和LOPES，分别。由于Tunka-Rex和LOPES使用相同的参考源实现了一致的幅度校准，这种比较达到了大约$10\,\%$的精度-受到LOPES的一些缺点的限制，LOPES是用于空气簇射的数字无线电技术的原型实验。特别是，我们表明，独立校准的实验KASCADE-Grande和Tunka-133的宇宙射线测量的能量尺度是一致的，彼此在这个水平上。
2016-10-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
Parametrization for Cherenkov light lateral distribution function in Extensive Air Showers
利用CORSIKA程序对Tunka-25型大范围空气簇射（EAS）阵列在10^13-10^16 eV能量范围内的切伦科夫光横向分布函数（LDF）进行了数值模拟。在此模拟的基础上，我们得到了一组近似函数的原始质子，铁核和伽玛量子的天顶角θ <=20。计算的切伦科夫光LDF与Tunka-25阵列测量的比较表明，初级粒子的识别和定义的“膝盖”周围的能量的机会。
2011-03-26 astro-ph.HE physics.gen-ph
Radio detection of Extensive Air Showers (ECRS 2016)
宇宙射线空气簇射的主要由地磁产生的无线电发射的探测提供了空气切伦科夫和空气荧光探测的替代方案，因为它不限于晴朗的夜晚。像这些已建立的方法一样，无线电信号对量热能量和电磁簇射分量的最大值的位置敏感。这使得天线阵列成为粒子探测器阵列的理想延伸，其能量超过初级宇宙射线粒子的阈值约100 PeV。在过去的几年里，宇宙射线空气簇射的数字无线电技术再次取得了重大进展，现在有一个一致的图像，由几次测量证实的发射机制。AERA和Tunka-Rex天线阵列的最新结果证实，簇射能量的绝对准确性与其他探测技术一样好。此外，对无线电信号簇射最大值的敏感性已经在通卡-雷克斯的空气切伦科夫测量的直接比较中得到证实。密集天线阵列LOFAR在宇宙射线质量组成的准确性方面已经可以与现有技术相媲美。在未来，新一代的无线电实验可能会推动这一领域的发展：要么为倾斜的宇宙射线或中微子簇射提供极大的曝光量，要么像澳大利亚的SKA核心那样，提供极其详细的测量。
2017-01-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Cosmic Rays from the Knee to the Ankle
在PeV到EeV能量范围内的宇宙射线的能谱和质量组成的研究对于理解银河系和河外宇宙射线的起源都是重要的。最近，三个现代实验装置（KASCADE-Grande，IceTop，Tunka-133），致力于研究这一初级能量范围，发表了关于全粒子能谱的新结果。在这篇简短的评论中，我们介绍了这些结果，并讨论了它们的异同。此外，使用不同的强子相互作用模型解释测量的空气簇射数据的影响将被检查。最后，本文还简要地讨论了目前的结果与宇宙射线从银河系到河外起源的天体物理模型是否一致的问题。
2015-04-08 astro-ph.HE
Telescope Array Hybrid Composition and Auger-TA Composition Comparison
望远镜阵列利用望远镜阵列表面探测器阵列和黑石台地和长岭荧光探测器站，完成了对近九年来测量大气层最大空气簇射深度（$X_{\textrm{max}}$）的数据的分析。通过使用表面阵列和荧光检测器，可以非常精确地测量空气簇射的几何形状和到达时间，从而在确定$X_{\textrm{max}}$时提供良好的分辨率。$X_{\textrm{max}}$与空气簇射初级粒子质量直接相关，因此对于理解超高能宇宙射线（UHECR）的组成非常重要。UHECR组成将有助于回答诸如其来源的距离和位置等问题。我们讨论了实验装置、分析方法和收集的$X_{\textrm{max}}$数据。我们比较了四种化学物质的详细蒙特卡罗模拟的观测数据的能量相关的分布，然后通过分析分布的形状来测试哪些个别物质与数据不兼容。我们还讨论了俄歇和TA实验之间的成分分析和解释的现状。这是世界上两个最大的UHECR观测站，具有大曝光量，应有助于了解UHECR的组成。
2018-10-07 astro-ph.HE
Measuring chemical composition and particle cross-section of ultra-high energy cosmic rays by a ground radio array
提出了一种利用射电数据测量超高能宇宙射线化学成分和粒子截面的方法。我们涉及的无线电足迹在地面上的广泛的空气簇射最大的深度的几何形状。我们建议使用无线电信号的频谱信息，以改善簇射最大重建的最小数量的天线在地面上。
2013-12-02 astro-ph.HE
Primary Cosmic Rays Energy Spectrum and Mean Mass Composition by the Data of the TAIGA Astrophysical Complex
根据Tunka-133阵列7年和TAIGA-HiSCORE阵列2年的数据，获得了EAS最大值$X_{max}$的平均深度对能量的校正依赖性。从这些结果推导出表征平均质量组成的参数$\langle\ln A\rangle$。用新参数$Q_{100}$（芯距100 m处的切伦科夫光通量）重建了能量范围为$2\cdot 10^{14}$ - $2\cdot 10^{16}$，eV的初级宇宙射线微分能谱。
2023-01-13 astro-ph.HE
Status of air-shower measurements with sparse radio arrays (ARENA 2016)
假设读者已经熟悉宇宙线空气簇射的原理，本论文摘要给出了宇宙线空气簇射的无线电技术的现状和未决问题。它包括了本次会议上没有出现的选定实验的最新结果，例如，LOPES和TREND。目前的无线电阵列，如AERA或通卡-雷克斯，已经证明，在合理的成本下，天线间距为200米的情况下，可以对几平方公里的区域进行测量。对于初级粒子的能量，这种稀疏的天线阵列已经可以在绝对精度上与其他精确技术竞争，例如空气荧光或空气切伦科夫光的检测。随着天线校准的进一步改进，无线电检测可能变得更加准确。对于簇射最大值的大气深度Xmax，目前只有密集阵列LOFAR具有与荧光技术相似的精度，但Xmax的射电测量的分析方法仍在开发中。此外，无线电和μ子测量的结合预计将提高质量组成的准确性，这种全天候的记录并不像光探测方法那样局限于晴朗的夜晚。因此，无线电天线将是一个有价值的附加任何空气淋浴阵列的目标是超过100 PeV的能量范围。
2017-01-31 astro-ph.HE astro-ph.IM
Measurements of UHECR Mass Composition by Telescope Array
望远镜阵列（TA）最近公布了近9年的$X_{\mathrm{max}}$观测结果，提供了迄今为止能量超过$10^{18.2}$ eV的超高能宇宙线（UHECR）质量组成的最高统计测量结果。该分析测量了观测数据与四种不同单元素预期结果的一致性。而不是只依赖于$X_{\mathrm{max}}$分布的第一和第二时刻，我们采用了形态学测试数据和蒙特卡罗之间的协议，允许系统的不确定性数据和当前的UHECR强子模型。这一最新的分析结果和影响的UHECR组成观察TA。TA可以利用不同的分析方法来理解成分，既可以作为结果的交叉检查，也可以作为理解影响$X_{\mathrm{max}}$测量的系统学的工具。不同的分析工作正在TA了解组成进行了讨论。
2018-12-13 astro-ph.HE
Mass Composition of Cosmic Rays with Combined Surface Detector Arrays
我们的研究利用恒定强度切割原理同时应用于宇宙射线的μ子和电磁探测器。我们使用的事实是，事件的顺序根据其信号的大小诱导在不同类型的表面探测器提供有关初级宇宙射线束的质量组成的信息，与强子相互作用的细节的灵敏度低。成分分析在膝盖能量进行广泛的空气阵雨具有极大值位于远离一个假想的天文台使用蒙特卡罗模拟。采用另一种类型的假想天文台来检查超高能量原色的组成，这些原色引发垂直空气簇射，并在近地面探测器处观测到最大值。
2017-08-21 astro-ph.HE
Mass composition of cosmic rays with energy above 10**17 eV according to surface detectors of the Yakutsk EAS array
本文讨论了雅库茨克EAS阵列表面闪烁探测器测量的能量在$10^{17}$ eV以上的大范围空气簇射中带电粒子的横向分布。分析涵盖了1977年至2013年期间获得的数据。实验值进行了比较与使用CORSIKA代码在不同的强子相互作用模型的框架内获得的理论预测。对于QGSJet 01和QGSJet-II-04模型，观察到理论与实验之间的最佳一致性。在$(1-20) \times 10^{17}$ eV的能量范围内观察到宇宙射线质量组成向质子方向的变化。
2014-11-19 astro-ph.HE
Mass composition of cosmic rays above 0.1 EeV by the Yakutsk array data
本文介绍了超高能和质量组成的宇宙射线的广延空气簇射（X $_{max}$）的纵向发展结果。X $_{max}$的测量是基于1974-2014年期间雅库茨克阵列切伦科夫辐射的观测数据。在10 $^{16}$ -5.7 $\cdot$ 10 $^{19}$ eV的能量范围内重建了单个簇射的级联曲线和最大X $_{max}$的深度。结果表明，参数dX $_{max}$ / dE在大气中的位移速率是非线性的，与能量有关。这样的特征表明质量组成的变化，这通过X $_{max}$在该能量区域中的波动来证实。宇宙射线的成分是用QGSJetII-04模型通过插值确定的。
2019-08-05 astro-ph.HE
Variations of the cosmic ray composition at energy above 0.1 EeV as observed by muon detectors of Yakutsk array
分析了1987年11月至2013年6月期间不同观测时段获得的~10^{17}-10 ^{19} eV能区大范围空气簇射中~ 1.0 x \sec（θ）GeV μ子的横向分布。实验数据进行了比较，各种强子相互作用模型的预测。观察到与QGSJETII-04的最佳一致性。直到1996年，能量低于2x 10 ^{18} eV的宇宙射线的质量组成比后来的时期要轻得多。
2013-11-08 astro-ph.HE
The puzzle of composition of cosmic rays with energies (2-12.5) EeV according to muon detectors data of the Yakutsk EAS array
Yu.G. Shafer Institute of Cosmophysical Research and Aeronomy SB RAS（尤·格·沙费尔宇宙物理研究与地球化学研究所，俄罗斯科学院西伯利亚分院）
利用缪子相关方法研究(2-12.5) EeV能量范围内宇宙射线组成，发现四种不同来源的初级粒子组。
2026-03-04 astro-ph.HE
A Probabilistic Model for the Efficiency of Cosmic-Ray Radio Arrays
针对宇宙射线射电阵列探测效率估算难题，提出基于射电信号足迹、单天线探测与阵列级探测标准概率处理的模型及半解析方法，经Tunka-Rex阵列验证，能准确预测全效率区域并计算孔径，助力绝对通量测量与减少选择偏差。
2022-08-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
Primary spectrum and composition with IceCube/IceTop
IceCube及其表面阵列IceTop检测了广泛的空气簇射的三个不同组成部分：表面的总信号，簇射外围的GeV μ子和IceCube深层阵列中的TeV μ子。使用IceTop以高分辨率测量从膝盖到脚踝的光谱。成分和光谱是从冰立方的表面阵列和深层阵列同时看到的事件中提取的。在表面的μ介子横向分布是从数据中获得的，并用于提供测量的μ介子密度在600米的簇射核心高达30 PeV。将结果与其他实验的测量结果进行比较，以获得在扩展的能量范围内的光谱和组成的概述。表面μ介子测量强子相互作用模型和测量在更高的能量的一致性进行了讨论。
2016-01-25 astro-ph.HE
Estimation of the composition of ultra-high energy cosmic rays using the muon correlation method based on Yakutsk EAS array data
本研究提出一种基于μ子关联的新方法，结合QGSJet-II.04模型模拟与雅库茨克EAS阵列探测数据，实现了对能量高于$1.25×10^{19}$ eV的单个宇宙线事件的质量组成估算，识别出不同的初级粒子组。
2024-09-17 astro-ph.HE
Telescope Array 10 Year Composition
超高能宇宙射线（UHECR）的成分的估计可以通过记录许多簇射的空气簇射最大深度$X_{\mathrm{max}}$，并将其分布与蒙特卡罗模拟预测的分布进行比较来推断。传统上，UHECR合成依赖于$X_{\mathrm{max}}$分布的一阶矩和二阶矩的比较来估计数据和模拟之间的兼容性，但是随着正在构建的大型UHECR数据集，可以采用比较全分布的更好的测试。这些测试可用于了解在当前统计水平下实际可理解的UHECR组成的准确性，并定量测量与模型一致或不一致的重要性，以便拒绝它们。在本文中，我们提出了10年的望远镜阵列混合$X_{\mathrm{max}}$测量的最新结果，发现同意一个占主导地位的轻组成。在以前发表的结果中，我们已经证明了望远镜阵列混合$X_{\mathrm{max}}$数据与单元素模型的一致性，使用数据的系统移位，以确保分布的形状进行比较。在这里，我们提出了适合混合$X_{\mathrm{max}}$数据的多组分源模型，并报告了最适合数据的源的相对分数。低于$10^{19.1}$ eV TA混合数据被发现是兼容的混合物组成的主要轻元素，如质子和氦。
2019-08-04 astro-ph.HE
The chemical composition of the cosmic radiation around the ankle and the related spectral indices
最近对宇宙辐射的化学成分的一些测量表明，在脚踝周围的3 × 10 **18 eV的能量下，轻宇宙离子在膝盖前能量区域占主导地位。利用最近的宇宙辐射理论，它提供了一个定量的解释膝盖，第二膝盖和脚踝，宇宙辐射的化学成分明确计算给出个别离子光谱和离子分数从10 ** 12 eV到5 × 10 ** 19 eV。该计算假设了两个宇宙辐射的组成部分：一个起源于盘体积，另一个称为盘外分量，从盘边界穿过银河系到达太阳系。本文回顾了俄歇、HiRes、Agasa、Akeno、Fly'sEye、雅库茨克、HaverahPark和Volcano Ranch实验在半个世纪的实验中收集的10 ** 17 eV以上的数据，并与理论值进行了比较。计算和测量的<ln（A）>之间的比较显示出良好的整体一致性，除了HiRes实验之外，高达2 × 10 ** 19 eV，并且在10 ** 15 - 10 ** 17 eV的范围内与Kascade，East-top，Tunka和其他实验非常一致。该协议要求在10 ** 19 eV时，盘外分量的通量为1.8 x 10 ** 14粒子/ m ** 2 sr s eV **（1.5），是盘源产生的通量的两倍。
2010-02-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cherenkov Light Lateral Distribution Function Estimation as a Function of Zenith Angle
利用蒙特卡罗CORSIKA程序对Tunka-133大范围空气簇射（EAS）Cherenkov阵列的光横向分布函数（CLLDF）进行了模拟。该模拟针对膝区周围的不同初级粒子（e+、e-、p、O、Ar和Fe）在不同的天顶距下以3.10^15 eV的能量进行。通过依赖于Breit-Wigner函数，在此模拟的基础上重建CLLDF的参数化作为天顶距的函数。参数化CLLDF进行了验证，为四个固定的天顶距的模拟进行比较，使用CORSIKA代码为每个初级粒子。
2017-10-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
A Monte Carlo simulation study for cosmic-ray chemical composition measurement with Cherenkov Telescope Array
我们的银河系充满了宇宙射线粒子，其中98%以上是原子核。为了弄清它们的起源和加速机制，对这些能量覆盖范围较广的宇宙射线进行化学成分测量起着重要作用。成像大气切伦科夫望远镜（IACT）阵列的设计是为了探测甚高能区（$\sim$ TeV）的宇宙伽马射线。最近，这些系统被证明是能够测量宇宙射线的化学成分在子PeV区域捕获直接切伦科夫光子发射的带电初级粒子。由于空气中非弹性散射的截面取决于初级粒子的质量数，因此IACT测量的大量空气簇射分布也包含有关初级粒子类型的信息。切伦科夫望远镜阵列（CTA）是下一代IACT系统，该系统将由多种类型的望远镜组成，具有公里级的$^2$足迹和扩展的能量覆盖范围（20 GeV至300 TeV）。为了估计CTA的宇宙线成分测量的潜力，一个完整的蒙特卡罗模拟，包括广泛的空气簇射和探测器响应的描述是必要的。我们生成了一些宇宙射线核事件（8种类型，从H到Fe）的特定CTA布局候选人在南半球的网站。我们应用直接切伦科夫事件选择和簇射剖面分析这些数据和电荷数分辨率和预期的事件计数率为这些宇宙射线核的初步结果。
2017-09-19 astro-ph.HE
Parameterization of Cherenkov Light Lateral Distribution Function as a Function of the Zenith Angle around the Knee Region
利用CORSIKA程序对不同天顶距的Tunka EAS阵列进行了切伦科夫光横向分布函数（CLLDF）模拟。基于CORSIKA对膝区附近不同天顶距下能量为3.10^15 eV的初级质子的模拟结果，对大范围空气簇射（EAS）中CLLDF随簇射核距离和天顶距的变化进行了参数化.参数化CLLDF进行了验证比较，使用CORSIKA代码进行的模拟两个天顶距。
2016-12-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
Proton-Air Cross Section and Composition of Ultra High Energy Cosmic Rays Observed by Telescope Array
超高能宇宙射线（UHECR）提供了一种自然的粒子源，其能量超过了实验室中可以获得的能量。已经观察到能量超过$10^{20}$ eV的UHECR，其在动量中心框架中相当于433 TeV。利用这种天然的粒子来源，物理学家可以将$pp$截面的测量扩展到实验室中可实现的数量级以上，可能会发现新物理学的线索。质子-空气截面和UHECR QCD物理学的其他性质对于UHECR的来源和组成的研究本身也很重要，但是在这些能量下的强子模型仍然依赖于基于地面加速器数据的唯象和理论外推。UHECR数据可以用来改善质子-空气截面的这些外推，但其他强子模型参数仍然存在很大的不确定性。利用混合观测模式下收集到的高质量$X_{\mathrm{max}}$数据，利用望远镜阵列测量了$\sqrt{s} = 95$ TeV质子-空气非弹性截面。该测量还用于推断总质子-质子截面。
2017-11-02 astro-ph.HE
Mass Composition Sensitivity of an Array of Water Cherenkov and Scintillation Detectors
我们考虑一个混合阵列组成的闪烁和水切伦科夫探测器，旨在测量宇宙线的初级质量组成的能量约为1 EeV。我们已经开发了一个模拟和重建链，研究这样的阵列的理论性能。在这项工作中，我们调查的灵敏度的质量组成可观的阵列的几何形状。探测器被安排在一个三角形网格与固定的750米的间距和闪烁体探测器的配置进行了优化的质量组成的灵敏度。我们表明，组成确定的性能可以比较有利的占空比的差异被认为是后的Xmax测量。
2011-09-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
Cosmic Ray Spectrum and Composition from PeV to EeV from the IceCube Neutrino Observatory
南极冰立方中微子观测站是一个多成分探测器，能够测量PeV至EeV的宇宙射线能谱和成分，该能量区域通常被认为涵盖了从银河系到河外的宇宙射线源的过渡。表面的IceTop阵列对空气簇射的电磁部分敏感，而深层冰阵列检测空气簇射的高能（TeV）μ子分量。IceTop的重建簇射尺寸参数S $_{125}$被展开成高统计的全粒子能谱。此外，对于穿过两个阵列的空气簇射，在冰中重建的μ子能量损失信息与S $_{125}$在机器学习算法中相结合，以同时提取元素组的所有粒子能谱和单个谱。的所有粒子的光谱以及光谱的个别元素组。
2019-08-21 astro-ph.HE
Muons in EAS with E>=10^17eV according to the data from Yakutsk array
在能量E>=10^17 eV的簇射中，研究了阈能e ~ 1*sec（θ）GeV的μ子的横向分布。分析中考虑的数据是从2011年11月至2013年6月收集的。实验值进行比较，得到的预测与使用CORSIKA代码的框架内的各种强子相互作用模型。QGSJETII-04模型的实验结果与理论值吻合最好。在E~10^17 eV时，它符合平均原子序数~3.0+/-0.5的混合宇宙线组成<lnA>。在E>= 4*10^17 eV时，成分在值~0.5附近变化<lnA>。
2013-10-03 astro-ph.HE
Discrimination of muons for mass composition studies of inclined air showers detected with IceTop
IceTop是IceCube的表面阵列，可测量能量范围为1 PeV至几个EeV、天顶角范围高达$\approx$ 36 $^\circ$的宇宙射线的空气簇射。该探测器阵列还可以测量能量高于20 PeV的较大天顶角处的空气簇射。与较重的宇宙射线原色相比，来自较轻原色的空气簇射到达阵列将产生较少的μ子。因此，区分这些μ子与簇射中的电磁分量可以允许测量初级质量。本文将介绍一项利用能量为20-100 PeV、天顶角范围为45 $^\circ$ -60 $^\circ$的Monte-Carlo空气簇射鉴别μ子的研究。区分是使用基于电荷和时间的切割来完成的，这使得我们能够在每个簇射中选择类似μ子的信号。将讨论这种分析的方法，其目的是在逐事件的基础上将测得的空气阵雨分类为轻或重。
2021-07-23 astro-ph.HE
Towards solving the mass-composition problem in ultra high energy cosmic rays
利用超高能宇宙射线的俄歇质量成分分析，在对$X_{max}$分布进行形状拟合的基础上，证明了俄歇、望远镜阵和HiRes测量的质量成分和能谱可以很好地吻合。对$X_{max}$分布的形状拟合分析表明，对于某些强子相互作用模型，测量的质子和氦分数之和可以饱和总通量。这样的p+He模型，与其他轻核的少量混合物，自然遵循宇宙学与复合和再加热阶段。所提出的模型的最根本的假设是假设氦和质子的实验分离的不可靠性，这允许考虑He/p比作为一个自由参数。这里给出的结果表明，具有主导p+He成分的模型很好地解释了俄歇和望远镜阵列的最新（2015 - 2017）数据中的倾角能谱，但在最高能量处与预期的Greisen-Zatsepin-Kuzmin截止有一些张力。Auger-Prime升级实验有很大的潜力来拒绝或确认这个模型。
2019-04-10 astro-ph.HE
The modeling of the nuclear composition measurement performance of the Non-Imaging CHErenkov Array (NICHE)
在最初的部署中，非成像切伦科夫阵列（NICHE）将通过测量空气簇射切伦科夫信号的振幅和时间扩展来测量10^16 eV以下至10^18 eV的宇宙射线的通量和核成分，以实现Xmax和能量的可靠逐事件测量。NICHE将具有足够的面积和角度接受度，以便与NICHE所在的TA/TALE有显著重叠，从而允许能量交叉校准。为了量化NICHE测量宇宙射线核组成的能力，基于J. Hoerandel的多性腺模型，使用模拟的复合组成的Xmax分布作为能量的函数，构建了4组分组成模型。这些成分分布，然后展开成单独的组件通过分析技术，包括NICHE的模拟Xmax和能量分辨率性能作为能量的函数，以及有限事件统计的影响。详细的建设的4个组成部分的模型和生态位的能力，以确定作为能源的函数的各个组件。
2013-07-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
Composition determination of cosmic rays from the muon content of the showers
超高能宇宙射线的起源和性质仍然是一个谜。然而，由于皮埃尔俄歇天文台和望远镜阵列的观测，近年来取得了很大进展。特别是，人们认为，作为能量的函数的宇宙射线的成分信息可以在理解其起源方面发挥重要作用。大范围空气簇射的μ子含量和簇射最大值的大气深度是主要质量组成的最佳指标。在这项工作中，我们考虑了一个极大似然的方法来进行质量组成分析的基础上测量的μ子地下μ子探测器的数量。分析是基于数值模拟的阵雨。探测器引入的效应和用于重建实验数据的方法也通过使用模拟淋浴的信息作为输入的专用模拟来考虑。为了说明该方法的使用，我们考虑AMIGA（俄歇μ子和填充地面阵列），皮埃尔俄歇天文台的低能量扩展，直接测量广泛的空气簇射的μ子含量。我们还详细研究了使用不同的高能强子相互作用模型的组成分析的影响。据发现，百分之几的预测μ子的数量之间的差异有显着的组成确定的影响。
2020-10-01 astro-ph.HE
Spectrum and mass composition of cosmic rays in the energy range 10^15-10^18 eV derived from the Yakutsk array data
能量范围在10^15 - 3x10^17 eV之间的宇宙射线的光谱是从小型切伦科夫装置的数据中导出的，该装置是雅库茨克复杂EAS阵列的一部分。在这篇文章中，涵盖了一系列新的观察工作。这些观测从2000年持续到2010年，并导致在10^16 - 10^18 eV区间内登记的事件数量增加，这反过来又使得有可能以更好的精度再现这个能量域中的宇宙射线谱。在光谱的形状中观察到薄结构的迹象。它可能与重核从我们的银河系逃逸有关。宇宙线的质量组成是在10^16 - 10^18 eV的能量范围内得到的。对宇宙射线的光谱和质量组成进行了联合分析。所获得的结果被认为是在理论计算的背景下进行的假设银河系和元星系起源的宇宙射线。
2011-12-12 astro-ph.HE hep-ex
Mass composition of ultra-high-energy cosmic rays with the Telescope Array Surface Detector Data
本文介绍了用望远镜阵列表面探测器获得的超高能宇宙射线（UHECR）质量组成的结果。分析采用了提升决策树（BDT）的多元分析建立在14个观测相关的属性的簇射阵面和横向分布函数。用由初级质子和铁引起的事件的蒙特卡罗集合训练多变量分类器。给出了能量为$10^{18.0}-10^{20.0}\ \mbox{eV}$的UHECR的平均原子质量。初级粒子的平均原子质量没有显示出显著的能量依赖性，并且对应于$\langle \ln A \rangle = 2.0 \pm 0.1 (stat.) \pm 0.44 (syst.)$。将计算结果与用$\mbox{X}_{\mbox{max}}$技术的望远镜阵列获得的质量组成以及其他实验结果进行了比较。讨论了该方法可能产生的系统误差。
2019-01-24 astro-ph.HE
On the efficiency of the evaluation of the primary cosmic ray composition using lateral distributions of air shower electromagnetic component
本文根据电子、μ子和带电粒子在$10^{15}-10^{19}$ eV宇宙射线产生的大范围空气簇射中的横向分布（LD）的标度形式和空气簇射普适性范式，对LD进行了新的分析。结果发现，横向分布的电子和μ子，单独考虑时，很好地描述了单参数标度函数，而带电粒子的混合物分布的标度描述是不准确的径向距离范围内的电子和μ子给当地的粒子密度的贡献相当。使用缩放形式主义，使电子/μ子分离能力，并结合理论上激发的空气簇射的普遍性概念，提供了强大的质量组成估计。所提出的方法可以实施目前和未来的（多）混合空气簇射观测，特别是在实现俄歇和望远镜阵列天文台升级的潜力，以及重新分析和交叉校准从不同的空气簇射阵列收集的数据在一个广泛的初级能量范围。
2018-12-26 astro-ph.HE
Signal Attenuation Curve for Different Surface Detector Arrays
现代宇宙线实验由大阵列粒子探测器组成，测量电磁或μ子分量或其组合的信号。对通过的大气量的校正在表面检测器信号转换成簇射能量之前应用于表面检测器信号。可以使用基于蒙特卡罗的方法（假设某些原色组成）或使用真实数据并假设到达方向的各向同性的间接估计。玩具表面阵列的电磁和μ子组件的不同灵敏度的假设在MC模拟研究施加在衰减曲线上的不同组合物或可能的高能量各向异性的影响。的衰减曲线的质量组成的可能的灵敏度也测试不同的阵列类型，专注于未来的设备，可以分离μ子和电磁分量信号。
2014-08-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
Constraining the cosmic-ray mass composition by measuring the shower length with SKA
本文提出利用SKA低频阵列极高天线密度重建空气簇射长度L，为宇宙线质量成分提供新型约束，弥补仅依赖Xmax解释的不足。
2023-07-06 astro-ph.HE
Towards the Composition of sub-PeV Cosmic Rays at IceCube
Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）
针对 IceCube 低能触发系统记录的数百 TeV 宇宙线空气簇射，提出结合地面与冰内探测器信号、利用卷积神经网络进行原初成分识别的新方法，填补了 sub-PeV 能区观测空白并提升了质量鉴别与能量重建性能。
2025-11-07 astro-ph.HE
