Highlights from the High Altitude Water Cherenkov Observatory
高海拔水切伦科夫（HAWC）伽马射线天文台今年在墨西哥Sierra Negra火山侧翼的4100米处完成。HAWC是一个水切伦科夫地面阵列的能力，区分100 GeV - 100 TeV的伽马射线从强子宇宙射线背景。HAWC特别适合研究极高能量的宇宙射线源，寻找扩展的伽马射线发射区域，并识别瞬态伽马射线现象。HAWC将在引发对活跃星系、伽马射线暴、超新星遗迹和脉冲星风星云的多波长和多信使研究方面发挥关键作用。TeV光子的观测也为许多基本物理现象提供了独特的测试，包括暗物质湮灭和原始黑洞蒸发。2013年年中开始运行，探测器部分完成。在运行的第一年，可以清楚地看到来自银道面的多TeV辐射，确认了一些已知的TeV源，并观察到了一些活动星系核。我们讨论了HAWC的科学，总结了实验的现状，并强调了数据分析的第一个结果。
2015-09-25 astro-ph.HE
Searching for Very High Energy Emission from Pulsars Using the High Altitude Water Cherenkov (HAWC) Observatory
目前已知的伽马射线天体有160多个。虽然其中大多数只能从太空中探测到，但现在至少有两个也可以从地面上看到。MAGIC和VERITAS测量了蟹状星云脉冲星高达数百GeV的伽马射线脉冲发射，最近MAGIC报告了$\sim2$ TeV的发射。此外，在南半球，H.E.S.S.探测到了能量超过30 GeV的船帆座脉冲星此外，包括米拉格罗合作组织在内的许多研究小组都探测到了非脉冲的TeV辐射。这些GeV-TeV的观测结果为在HAWC的视场中从γ射线源星中寻找甚高能（VHE，> 100 GeV）脉动提供了可能性。
2015-08-20 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
Observation of Galactic Cosmic Rays and Gamma Rays with the High Altitude Water Cherenkov Observatory
高海拔水切伦科夫天文台（HAWC）正在对北半球100 GeV至100 TeV之间的宇宙射线和伽马射线进行无偏调查。HAWC是目前唯一一个运行中的高分辨率宽场TeV天文台，并有一个强大的程序来搜索耀斑和其他伽马射线的瞬态源。该探测器也非常适合于观察伽马射线发射和宇宙射线各向异性的空间扩展区域。HAWC最近结束了其第一年的数据采集与完整的探测器。结果不仅包括许多已知的TeV点源的观测，而且还包括来自银河系物体的扩展发射，如Geminga超新星遗迹。这些结果对宇宙射线数据中观察到的几种天体物理异常的起源有影响，例如地球上银河系正电子过剩。我们将描述HAWC的结果，重点是对宇宙射线和银河系伽马射线源的观测。
2017-01-22 astro-ph.HE
The High Altitude Water Cherenkov Observatory
高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台是一个大视场，连续运行，TeV伽马射线实验正在建设中，海拔4，100米。在墨西哥HAWC天文台的灵敏度、角分辨率和背景抑制能力将比其前身米拉格罗实验高出一个数量级。改进后的性能将使我们能够检测瞬态和稳定的排放，在TeV的能量研究银河系的扩散发射，并测量或限制的TeV的伽玛射线源的光谱。此外，HAWC将是唯一能够探测50 GeV以上的伽马射线暴瞬发的地面仪器。HAWC观测台将由300个水切伦科夫探测器组成的阵列组成，每个探测器有四个光电倍增管。该阵列目前正在墨西哥普埃布拉市附近的Sierra Negra火山侧翼建造。第一批30个WCD（形成一个近似Milagro大小的阵列）于2012年夏季部署，到2013年5月将有100个WCD接收数据。我们在本文中提出的动机，建设HAWC天文台，部署的状态，并从不断增长的阵列的第一个结果。
2013-10-27 astro-ph.HE
Search for Gamma-ray Spectral Lines from Dark Matter Annihilation in Dwarf Galaxies with the High-Altitude Water Cherenkov Observatory
本地矮球状星系（dSphs）是附近的暗物质占主导地位的系统，使它们成为寻找伽马射线粒子暗物质相互作用的理想目标。如果暗物质湮灭或直接衰变为两条伽马射线（或一条伽马射线和一条中性粒子），就会产生一条单色谱线。在TeV的能量下，没有其他过程会产生谱线，这使得它成为一个非常干净的间接暗物质搜索通道。随着逐事件能量重建技术的发展，我们现在可以用高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台搜索谱线。HAWC是一种位于墨西哥中部的宽视场测量仪器，可观测100 TeV的伽马射线<1 TeV to >。在这项工作中，我们提出了最近的搜索结果谱线从本地，暗物质占主导地位的矮星系使用1038天的HAWC数据。我们还提出了更新的限制，在以前的出版物中报道的几个连续通道。我们的伽马射线谱线的限制是迄今为止获得的最具约束力的20 TeV至100 TeV。
2019-12-11 astro-ph.HE hep-ex
Dark Matter Annihilation and Decay Searches with the High Altitude Water Cherenkov (HAWC) Observatory
为了观察暗物质的湮灭和衰变，需要考虑几种潜在的源。一些来源，如矮星系，预计有非常低的天体物理背景，但相当小的暗物质密度。其他来源，如银河系中心，预计有更大的暗物质密度，但也有更复杂的背景，从其他天体物理来源。为了寻找暗物质的特征，HAWC探测器的大视场，一次覆盖2 sr，特别是能够从暗物质湮灭和衰变的来源进行搜索，这些来源在天空中延伸了几度。HAWC的灵敏度超过2/3的天空，有能力探测大部分的天空的TeV质量的暗物质的信号。特别是，HAWC应该是对来自质量大于10-100 TeV的暗物质的信号最敏感的实验。我们提出了HAWC的灵敏度湮灭和衰减暗物质信号的几个可能的来源，这些信号。
2015-08-18 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Cherenkov telescope array extragalactic survey discovery potential and the impact of axion-like particles and secondary gamma rays
切伦科夫望远镜阵列（CTA）即将进入建设阶段，其主要的关键科学项目之一是进行无偏调查，以寻找河外源。我们利用这两个最新的耀变体伽马射线光度函数和光谱能量分布，以获得预期数量的可探测源计划的CTA天文台的北部和南部阵列。我们发现，一个浅的，广泛的调查约0.5小时，每个视场将导致最高数量的耀变体检测。此外，我们调查的轴子粒子和二次伽马射线传播的宇宙射线上的源计数分布的效果，因为这些过程预测不同的光谱形状从标准河外背景光衰减。在二次伽马射线的情况下，我们通常可以预期更远的物体，而轴子样粒子不会显著改变预期的分布。然而，我们发现，这些结果强烈依赖于假设的磁场强度在传播过程中。我们还为高空水切伦科夫天文台（HAWC）、大型高空空气簇射天文台（LHAASO）提供源计数预测以及混合探测器的新提案。
2017-07-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
Parameterisation of lateral density and arrival time distributions of Cherenkov photons in EASs as functions of independent shower parameters for different primaries
用CORSIKA程序模拟了100 GeV ~ 100 TeV能量范围内广泛空气簇射（EASs）中切伦科夫光子的横向密度和到达时间分布。在此基础上，得到了不同观测高度、天顶角从0 $^\circ$到40 $^\circ$入射的初级$γ$射线光子、质子和铁核的近似函数。这样的参数化是重要的初级粒子识别，重建的簇射观测值，从而更有效地解开的$γ$射线簇射的强子簇射。从我们的参数化分析中，我们发现，即使横向密度的几何形状（$ρ_{ch}$）和到达时间（$t_{ch}$）分布对于特定能量处的不同原色是不同的（$E$），在特定的入射角（$θ$）和在特定的观察高度在从显示核（$H$）到给定距离的距离上，分布分别遵循相同的数学函数$ρ(E,R,θ,H) = a E^{b}\exp[-\{c R + (θ/d)^{2}-f H\}]$和$t(E,R,θ,H) = l E^{-m}\exp(n/R^{p})(θ^q+s)(u {H}^2+v)$，但是具有不同的函数参数值。
2018-07-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Analysis, not the Aperture: End-to-End Transformer Reconstruction for Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes
Max-Planck-Institut für Physik（马克斯·普朗克物理研究所）；Technical University of Munich, TUM School of Natural Sciences（慕尼黑工业大学自然科学院）；Université Paris Cité, CNRS, Astroparticule et Cosmologie（巴黎西岱大学，法国国家科学研究中心，亚原子粒子与宇宙学实验室）
该研究针对成像大气切伦科夫望远镜（IACT）的亚TeV能量探测局限，采用端到端视频视觉Transformer实现多任务重建，显著降低能量阈值、提升性能，为紧凑型望远镜发展提供新方向。
2026-09-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
Monte Carlo Performance Studies of Candidate Sites for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列（Cherenkov Telescope Array，CTA）是下一代伽马射线天文台，灵敏度在20 GeV到300 TeV以上的能量范围内。CTA拟由两个40-100个成像大气切伦科夫望远镜阵列组成，在北半球和南半球各设一个站点。CTA候选站点的评估过程由详细的蒙特卡罗模拟支持，该模拟考虑了站点高度和地磁场配置等不同属性。在这方面的贡献，我们提出了不同的CTA网站候选人的测量非常高的能量伽马射线的灵敏度和性能的比较。
2015-08-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
The High-Altitude Water Cherenkov (HAWC) Observatory in México: The Primary Detector
本文介绍了位于墨西哥的高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台主探测器的硬件特性，该探测器由300个水切伦科夫探测器组成，用于观测数百GeV至数百TeV的伽马射线并开展宇宙线研究。
2023-04-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
A general data quality inspection for Gamma-Ray Bursts searches with HAWC
高海拔水切伦科夫（HAWC）是一个宽视场伽马射线观测站，对300 GeV - 100 TeV能量范围内的伽马射线敏感，位于墨西哥海拔4，100米处。该探测器由300个水切伦科夫探测器组成，每个探测器的体积为200，000 l，占地面积为22，000 $m^2$，占空比>95%，视场（FoV）为2 sr。在这项工作中，我们提出了2014年至2017年期间HAWC数据的一般数据质量检查，以及基于FERMI检测到的GRB 150416 A和GRB 160301 A发生在HAWC FoV内的两个特定数据周期，允许在HAWC数据中搜索它们。
2017-08-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
Sensitivity of the High Altitude Water Cherenkov Detector to Sources of Multi-TeV Gamma Rays
高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台是一个大型水切伦科夫探测器阵列，对100 GeV至100 TeV能带的伽马射线和强子宇宙射线敏感。该观测站将用于测量高能质子和宇宙射线，方法是探测当高能次级粒子在探测器上方的大气层中相互作用时到达地面的这些粒子。HAWC正在位于北纬19度墨西哥中部的Sierra Negra火山北坡海拔4100米的地方建设。预计2014年完工。在本文中，我们估计的HAWC仪器的灵敏度，点状和扩展源的γ射线。源通量的建模使用不间断的幂律和指数截止的幂律。在一年内，HAWC对积分幂律谱低至5 × 10 ^-13 cm^-2 sec^-1的点源敏感，其能量高于2 TeV（约50 mCrab），距离天空5 sr。这是基于简单事件参数的保守估计，预计随着数据分析技术的完善，这一估计会有所改善。我们讨论了已知的TeV源和科学贡献，HAWC可以使我们了解这些来源的粒子加速。
2013-06-24 astro-ph.HE
Azimuthal distribution of Cherenkov photons and corresponding electron-positron asymmetry in EASs of different primaries
本文研究了不同能量的$γ$射线、质子和铁原色以不同的天顶距入射在高空观测高度上所引发的广泛空气簇射（EAS）中切伦科夫光子的方位分布。本文还研究了电子和正电子的方位角分布及其不对称行为，以了解电子自旋共振中切伦科夫光子的方位角分布特征。这项研究背后的主要动机是，看看切伦科夫光子的方位角分布是否可以提供任何手段来区分$γ$射线引发的阵雨从强子引发的阵雨在地面$γ$射线天文实验。除此之外，这种研究对于理解$γ$射线簇射和强子簇射的一般性质也是重要的。我们使用CORSIKA 6.990模拟软件包来生成簇射。研究表明，切伦科夫光子的方位角分布具有双峰性质，这是由于电子和正电子在方位角平面上的分离造成的。分布的图案是更敏感的初级粒子的能量比它的入射角。$γ$射线和手离子引发的簇射的分布没有显著差异。
2018-03-31 astro-ph.HE astro-ph.IM
Prospects for joint reconstruction of imaging air Cherenkov Telescope array and extensive air shower array
本文提出结合LHAASO的缪子探测器与八台IACT进行联合重建，利用缪子探测器的高背景抑制能力，在10 TeV以上将灵敏度提升25%-60%，尤其利于延展源观测。
2024-09-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Stereo performance of SST-1M at different altitudes
本文通过蒙特卡洛模拟和实测数据，对比分析了SST-1M成像大气切伦科夫望远镜在510米、1420米和4270米三个不同海拔站点的立体观测性能，评估海拔高度与望远镜间距对伽马射线探测能力的影响。
2025-07-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
Search for seasonal variations of the horizontal muon rate with the HAWC observatory
本研究利用HAWC天文台1.5年观测数据，将其水切伦科夫探测器用作大型水平粒子径迹探测器，通过开发μ子水平传播有效温度计算方法，首次搜寻高海拔水平μ子通量的季节性变化及其与有效温度的关联。
2025-07-29 astro-ph.HE astro-ph.IM
Search for Dark Matter Gamma-ray Emission from the Andromeda Galaxy with the High-Altitude Water Cherenkov Observatory
仙女座星系（M31）是一个附近的星系（$\sim$ 780 kpc），类似于我们的银河系。观测证据表明，它存在于一个大的暗物质（DM）晕中，使其成为DM搜索的良好目标。我们提出了一个搜索伽马射线从M31使用1017天的数据从高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台。凭借其广阔的视野和持续的监测，HAWC非常适合在M31等扩展目标中搜索DM。在$b\bar{b}$、$t\bar{t}$、$τ^{+}τ^{-}$、$μ^{+}μ^{-}$和$W^{+}W^{-}$通道中，DM质量从1到100 TeV时未检测到DM湮灭或衰变信号。因此，我们对这些过程提出了限制。我们的限额很好地补充了其他目标和工具的现有DM限额。具体地说，我们的基准模型的DM衰变极限是最具约束力的DM质量从25 TeV到100 TeV的$b\bar{b}, t\bar{t}$和$μ^{+}μ{-}$通道。除了DM特定的限制，我们还计算了一般的伽马射线通量限制M31在5个能量箱从1 TeV到100 TeV。
2019-03-13 astro-ph.HE
The Large Aperture GRB Observatory
大孔径伽玛射线暴观测站（LAGO）的目标是探测伽马射线暴的高能（约100 GeV）部分，在高山地点（玻利维亚Chacaltaya，海拔5300米，Pico Espejo，委内瑞拉，海拔4750米，墨西哥内格拉山脉，海拔4650米。WCD在高海拔地区提供了一个独特的可能性，检测低伽马通量在10 GeV - 1 TeV的范围。将介绍该观测站的状况和2007年至今收集的数据。
2009-06-04 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Possibility of measurement of cosmic ray electron spectrum up to 100 TeV with two-layer water Cherenkov detector array
在地面实验上测量10 TeV以上的宇宙线电子+正电子能谱是一项具有挑战性的工作，因为很难剔除强子广泛的空气簇射背景。研究了水切伦科夫探测器阵列加μ子探测层对强子本底的抑制效率。我们表明，除了一个连续的μ子检测层的实验装置可以实现一个~1e-5的强子背景在10 TeV的拒绝因子，并使测量的电子能谱在10 - 100 TeV的能量范围。我们表明，在这个能量范围内的电子光谱的测量不需要一个高海拔的实验，可以用海平面探测器。
2021-02-16 astro-ph.HE hep-ph
Cosmic ray composition measurements and cosmic ray background free gamma-ray observations with Cherenkov telescopes
宇宙线粒子引发的广延空气簇射（EAS）中的μ子分量携带着关于初级粒子身份的信息。我们表明，EAS的μ子含量可以测量在一个广泛的能量范围从10 - 100 TeV的超高能宇宙射线范围内使用宽视场成像大气切伦科夫望远镜观察强烈倾斜或接近水平的EAS从地面或从高空。在这种EAS中，来自μ子的切伦科夫发射形成了望远镜相机中EAS图像的独特分量（晕或尾）。我们表明，μ介子信号的检测可以用来测量组成的宇宙射线光谱的能量范围内的膝盖，脚踝和银河系到河外过渡。它也可以用来否决伽马射线观测中的宇宙射线背景。与KASCADE-Grande相比，该技术提供了在10 PeV以上的能带中对伽马射线通量的灵敏度提高两个数量级的可能性，并且与Pierre Auger天文台相比，在多EeV能带中的灵敏度提高了一个数量级。
2017-01-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
A Concept of Next-Generation Atmospheric Cherenkov Telescope Array (NG-ACTA)
Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院云南天文台）
NG-ACTA通过混合口径望远镜阵列，实现20 GeV至100 TeV范围内的高能伽马射线探测，具备超低探测阈值、高角分辨率和大有效面积等优势，推动高能天体物理和粒子物理前沿研究。
2026-03-20 astro-ph.HE hep-ex
LUNASKA experiments using the Australia Telescope Compact Array to search for ultra-high energy neutrinos and develop technology for the lunar Cherenkov technique
我们描述的设计，性能，灵敏度和结果，我们最近的实验使用澳大利亚望远镜紧凑型阵列（ATCA）的月球切伦科夫观测与一个非常宽的带宽（600 MHz）和纳秒的时间，包括各向同性中微子通量的限制。我们还首次估计了小尺度表面粗糙度对有效实验孔径的影响，发现与预期相反，这种粗糙度将在中微子能量范围内增加近表面事件的可探测性，在该范围内我们的实验是最敏感的（尽管时域脉冲轮廓的扭曲可能会使识别更加困难）。我们的“使用平方公里阵列的月球UHE中微子天体物理学”（LUNASKA）项目的目的是开发使用地面射电望远镜阵列进行超高能（UHE）宇宙射线（CR）和中微子探测的月球切伦科夫技术，特别是准备使用平方公里阵列（SKA）及其探路者，如澳大利亚SKA探路者（ASKAP）和低频阵列（LOFAR）进行月球切伦科夫实验。
2010-03-16 astro-ph.HE astro-ph.IM
HAWC High Energy Upgrade with a Sparse Outrigger Array
高海拔水切伦科夫（HAWC）伽马射线观测站由300个水切伦科夫探测器组成，自2015年3月以来一直在墨西哥中部全面运行。它探测到TeV能量范围内的宇宙射线和伽马射线簇射。对于多TeV的能量，簇射重建，因此检测器的性能受到阵列内簇射的部分容纳的影响。为了提高在最高能量下的灵敏度，HAWC正在升级一个支腿阵列。它由350个小得多的切伦科夫水探测器组成，稀疏地分布在HAWC主阵列周围。这将使仪表化面积增加4-5倍。在这方面的贡献，我们将目前的升级状况，以及模拟结果的预期改进的性能的观测站。
2017-08-14 astro-ph.HE astro-ph.IM
Stability and behavior of the outer array of small water Cherenkov detectors, outriggers, in the HAWC observatory
高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台用于探测TeV伽马射线。HAWC在墨西哥普埃布拉州Sierra Negra火山斜坡海拔4，100米处运行，由300个水切伦科夫探测器组成，覆盖面积为22，000 $m^2$。每个WCD都配备了四个光电倍增管（PMT），以检测大气中初级粒子（伽马射线或带电宇宙射线）相互作用产生的广泛空气簇射（EAS）次级粒子在水中的切伦科夫发射。HAWC能够在0.5至100 TeV的能量范围内重建EAS。为了改进高能（$>10$ TeV）事件到达HAWC阵列之外时的堆芯确定，外伸支架升级项目正在主阵列周围添加350个小型WCD。这些外伸支架罐中的每一个都具有在1.5米直径的圆柱形聚乙烯罐中的PMT，其覆盖的总面积是HAWC阵列的总面积的四倍。在这项工作中，我们提出了泄漏光测试，以确定检测器的稳定性和沉积电荷的分析，以了解检测器的性能。
2017-08-17 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Toward the Detection of Relativistic Image Doubling in Water Cherenkov Detectors
当伽马射线或宇宙射线撞击地球大气层的顶部时，一簇次级粒子向地表移动。这些次级粒子中的一些是带电的μ子，随后进入地面上的水切伦科夫探测器（WCD）。这些μ子中的许多在真空中以接近光速的速度运动，在水中的运动速度比光速快，因此在WCD中触发各向同性的切伦科夫辐射。在许多WCD内部是检测这种切伦科夫辐射的光电倍增管（PMT）。当μ子朝向PMT的速度的径向分量从超光速下降到亚光速时，PMT将记录来自一种鲜为人知的光学现象的切伦科夫光，称为相对论性图像倍增（RID）。如果RID探测光电倍增管被高分辨率录像机取代，他们会看到两个μ子的切伦科夫图像突然出现在坦克内部，一个图像以速度分量向录像机移动，另一个则远离。即使没有视频，RID现象也会导致不同的PMT记录相同μ子的明显不同的光变曲线。在本文中，我们提出了一项研究，希望能激发明确的检测和报告的RID的影响，在WCD。我们考虑三个例子的情况下，μ子RID在高海拔水切伦科夫（HAWC）的系统：垂直，水平和倾斜。蒙特卡罗模拟表明，在HAWC类系统中的RID效应并不罕见-它们发生在所有μ子轨道的85%以上。
2020-10-07 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Studies of the Time Structure of Extended Air Showers for Direction Reconstruction with the HAWC Outrigger Array
高海拔水切伦科夫（HAWC）伽马射线天文台是一个地面空气簇射阵列，旨在探测大气空气簇射的次级粒子在水中产生的切伦科夫光。为了提高在最高能量下的灵敏度，特别是对于落在主阵列之外的簇射芯，在主阵列（支腿阵列）周围安装了345个较小的水切伦科夫探测器（WCD）。这一扩展将HAWC的仪表化面积增加了四倍。随着阵列尺寸的增加，以及探测距离核心更远的簇射粒子的能力，了解簇射阵面的时间结构对于准确的方向重建至关重要，并要求进行适当的建模。在这方面的贡献，我们提出了一个模型的淋浴前所期望的观察得到的支腿从蒙特卡罗模拟。将该模型应用于簇射改造，研究了空气簇射参数的改进。
2019-08-29 astro-ph.HE astro-ph.IM
Prospects for a Multi-TeV Gamma-ray Sky Survey with the LHAASO Water Cherenkov Detector Array
水切伦科夫探测器阵列（WCDA）是大型高空空气簇射阵列天文台（LHAASO）的主要组成部分，LHAASO是目前正在建设的具有前所未有灵敏度的新一代宇宙射线实验。WCDA旨在研究TeV $γ$射线。为了评估用WCDA寻找TeV $γ$射线源的前景，本文提出了一种全天空方法对WCDA对TeVCat（脚注：http://tevcat.uchicago.edu）的TeV $γ$射线源的一年灵敏度的预测。出128 TeVCat源可观察到的WCDA的天顶角$45^\circ$，我们估计，42将可检测到一年的观测中位能量为1 TeV。其中大部分是银河系源，河外源是活动星系核。
2020-02-12 astro-ph.HE hep-ex
HAWC Upgrade with a Sparse Outrigger Array
高海拔水切伦科夫（HAWC）高能伽马射线观测站最近在墨西哥中部的Sierra Negra火山斜坡上完成。HAWC由300个水切伦科夫探测器组成，每个探测器包含180 m2 $^3$超纯水，覆盖总表面积为20，000 m2 $^2$。它探测和重建能量范围在100 GeV到100 TeV的宇宙射线和伽马射线簇射。最高能量伽马的HAWC触发器达到10 $^5$ m $^2$的有效面积，但它们中的许多被很差地重建，因为簇射核落在阵列之外。可以用小水切伦科夫探测器的稀疏支腿阵列来进行升级，该升级将10 TeV以上的良好重建的簇射的当前分数增加3-4倍，该稀疏支腿阵列精确定位核心位置，并且由此提高重建簇射的角分辨率。这样的支腿阵列将是大约200个2.5 m $^3$的小型水切伦科夫探测器，放置在比HAWC大四倍的区域上。正在进行详细的模拟以优化布局。
2015-09-14 astro-ph.HE astro-ph.IM
Effects of the atmospheric electric field on the HAWC scaler rate
人们早就知道雷暴云中的强电场会加速二次带电粒子。我们使用来自高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台标量系统的三年（2015-2017）的数据来研究这种效应，该天文台是一个部署在4100 m a.s.l.的空气簇射阵列。在墨西哥中部。该实验场经常受到强雷暴的影响，探测器的高海拔、大面积和对宇宙射线空气簇射的高灵敏度使其成为研究雷暴云内部电场引起的粒子加速的理想工具。特别地，HAWC的定标器系统记录1200个PMT中的每一个的输出以及每个水切伦科夫检测器（WCD）的2、3和4倍多重性（在30 ns的时间窗口中的逻辑与），采样率为40 Hz。使用这个定标系统的数据，我们确定了大约100个定标率的增加，这是在时间上与雷暴一致。这些事件的标度率与电场有很高的相关性，因此可能是雷暴电场加速二次粒子的结果。在这项工作中，我们提出了这些事件的识别方法和它们的一般特征。
2019-08-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Detection of Ultra High Energy Cosmic Rays and Neutrinos with Lunar Orbital Radio Telescope
超高能宇宙射线和中微子撞击月壤产生的粒子级联，由于月壤中存在过量的负电荷，通常会产生切伦科夫射电辐射，即Askaryan效应。已经进行了几次实验来探测月壤中的切伦科夫射电辐射。为了为未来的月球超长波长（ULW，频率低于30 MHz）射电天文任务做准备，我们研究了在月球轨道上运行的ULW射电望远镜对切伦科夫射电辐射的探测。我们进行了仪器建模和分析计算的孔径，流量和事件率的分析，分析表明切伦科夫辐射的可探测性。基于切伦科夫辐射的性质，我们已经证明，宇宙线和中微子事件可以重建与三个ULW矢量天线上的月球卫星通过测量的Askaryan无线电脉冲强度，偏振等，这项研究所获得的结果将是有用的，未来的月球无线电探测任务，其中UHE宇宙射线和中微子的探测可以成功尝试。
2023-01-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Cherenkov Telescope Array sensitivity to the transient sky
切伦科夫望远镜阵列（CTA）将能够对瞬变极高能天空进行前所未有的观测。在线科学警报生成管道（SAG）具有所需的30秒延迟，将允许发现或跟踪活动星系核、星系致密物体和引力波或中微子信使的电磁对应物的伽马射线暴和耀斑发射。CTA对极短曝光的灵敏度不仅取决于阵列的技术性能（例如有效面积、背景辨别效率）。评估检测的重要性的算法还定义了灵敏度，以及它们的计算效率，以满足SAG延迟要求。我们探讨了孔径光度学和似然分析技术，以及相关的参数（例如，在源到离源曝光比，所需的信号事件的最小数量），定义了CTA在短曝光时检测显著信号的能力。所得到的CTA差分通量灵敏度作为观测时间的函数，使用最新的蒙特卡罗模拟获得的，比较费米-LAT和电流产生IACT的灵敏度在重叠的能量范围内获得。
2019-07-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Mastering 3D-detection of Extensive Air Showers in Cherenkov Light
Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立罗蒙诺索夫大学）
该研究介绍一种新型SPHERE系列探测器，结合反射与直接光探测实现三维广延大气簇射观测，旨在1-100 PeV能量范围内研究宇宙射线质量组成。
2025-05-10 astro-ph.HE
Performance and systematic uncertainties of CTA-North in conditions of reduced atmospheric transmission
本研究针对未校正云层影响的情况，通过蒙特卡罗模拟分析云层透过率与高度对CTA-North性能的影响，量化了能量分辨率、角分辨率及灵敏度的变化，并提出半解析模型总结云层影响以辅助校准、降低系统不确定性。
2023-04-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
The lateral distribution function of cosmic-ray induced air showers studied with the HAWC observatory
大气簇射的粒子横向分布函数（LDF）对宇宙射线的质量成分和初级能量很敏感。LDF的研究是很难执行，由于实验的影响，如采样偏差，以及粒子密度的波动。高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台是位于墨西哥中部海拔4100米的密集空气簇射阵列，是非常适合于执行详细的事件，事件的LDF的多TeV宇宙射线阵雨的研究。探测器装有1,200个光电倍增管（PMT），装在装有60毫升水的切伦科夫水箱中。本文研究了HAWC在2016年记录的宇宙线空气簇射的LDF，能量在3 TeV和300 TeV之间，天顶角< 16.7 $^{\circ}$。这些数据用于确定HAWC站点LDF的最佳参数化。由此得到了侧射年龄，并分析了侧射年龄对宇宙线质量成分的敏感性。
2019-08-21 astro-ph.HE
Commissioning, Calibration, and Performance of the Cherenkov Telescope on EUSO-SPB2
为验证高空地球掠射中微子探测技术，研制并部署了 EUSO-SPB2 切伦科夫望远镜，本文介绍其校准、调试及飞行性能。
2023-10-11 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
High Altitude characterization of the Hunga Pressure Wave with Cosmic Rays by the HAWC Observatory
撞击地球的高能宇宙射线可用于研究大尺度大气扰动。在大气层上部的第一次相互作用之后，宇宙射线产生了一簇粒子，这些粒子对大气层进行了采样，直到探测器的水平。位于墨西哥中部海拔4，100米处的HAWC（高海拔水切伦科夫）宇宙射线观测站用300个水切伦科夫探测器连续探测空气簇射粒子，有效面积为12，500米$^{2}$。2022年1月15日，HAWC检测到9,000公里外汤加群岛Hunga火山爆发产生的压力波通过，这是测量到的阵雨粒子速率的异常。HAWC测量用于表征四个压力波通道的形状，确定每个的传播速度，并将簇射粒子速率的变化与气压变化相关联，提取气压参数。在HAWC的压力波的第一个过境的淋浴粒子率和大气压力变化的轮廓进行比较，在汤加岛，附近的火山爆发的压力测量。这项工作打开了使用大粒子宇宙射线空气簇射探测器来跟踪大的大气瞬态波的可能性。
2022-09-29 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Latest news from the HAWC outrigger array
高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台是位于墨西哥的一个非常高能量的伽马射线探测器。在2018年底，HAWC合作完成了一项重大升级，包括在主阵列的300个WCD周围增加了345个小型水切伦科夫探测器（WCD）的稀疏支腿阵列，并将仪器面积扩大了4倍。它提供了一个改进的重建的簇射的核心和足迹没有很好地包含在阵列中，并增加了有效面积的范围内的几个TeV到超过100 TeV。这种灵敏度的提高将有助于更好地了解将粒子加速到宇宙射线光谱膝盖的银河系源。在这篇文章中，我们将展示HAWC支腿阵列的现状、性能和第一批结果。
2019-08-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Detector Considerations for a HAWC Southern Observatory
位于墨西哥中部的高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台是目前世界上唯一的伽马射线超过1 TeV的天气调查仪器。因为有显着的兴趣，覆盖整个TeV的天空与调查仪器，我们已经研究了南半球扩展到HAWC的选项。除了提供TeV源的全天覆盖外，南部的站点可以补充现有的银河平面密集部分的调查，提供对两个半球的银河和河外瞬态源的连续监测，并简化空间扩展信号的分析，如扩散伽马射线和TeV宇宙射线各向异性。为了利用空气簇射物理学并尽可能降低实验的能量阈值，在海拔5000米以上的高海拔地区（海拔4100米），在墨西哥的当前站点）已指定。为了便于在这样的高度有效地建造探测器，探测器罐将在较低的高度组装并运送到现场。提出了一种全数字通信和数据采集方案。可能的设计包括利用IceCube实验中的数字光学模块技术以及新的定制电子产品。我们讨论了这样一个实验的物理潜力，重点是能量阈值，角分辨率，和本底抑制能力的实验，以及全天空覆盖的优势超过1 TeV。
2015-08-14 astro-ph.HE astro-ph.IM
Very high energy gamma-ray astronomy with HAWC
高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台是一个位于墨西哥的空气簇射阵列。它对我们在地球上探测到的能量最高的光子很敏感，达到几十TeV的能量。该观测站是一年多前完成的，我们在这篇文章中介绍了有关其性能的第一个结果。我们还显示了第一年的调查结果，第一个耀斑事件检测到的天文台，其灵敏度扩展源和计划的升级，目前正在进行。
2016-12-29 astro-ph.HE astro-ph.IM
Dark Matter Searches with HAWC
高海拔水切伦科夫（HAWC）伽马射线天文台是一个宽视场天文台，对0.5 TeV - 100 TeV伽马射线和宇宙射线敏感，位于墨西哥普埃布拉州，海拔4100米。HAWC天文台利用暗物质湮灭和衰变产生的GeV-TeV光子对暗物质进行了间接搜索，考虑了各种来源，包括矮球状星系、M31星系和室女星系团，以及使用dSphs的综合限制。HAWC没有发现这些来源有统计学意义的过剩。我们在暗物质质量超过1 TeV时寻找暗物质湮灭和衰变。我们将介绍湮没截面和衰变寿命极限。
2017-08-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Detection of Near Horizontal Muons with the HAWC Observatory
HAWC（High Altitude Water Cherenkov）伽马射线天文台能够观测到几乎水平轨道的μ子。HAWC位于海拔4100米a.s.l.在墨西哥内格拉火山上。HAWC探测器由300个水箱组成，每个水箱直径为7.3米，高4.5米，密集分布在22，000米$^{2}$的物理区域内。先前和当前的实验已经在海平面或接近海平面处观测到高天顶角（接近水平）μ子。HAWC作为一个hodoscope能够观察多TeV μ子在天顶角大于75度。这是第一个在高海拔测量近水平μ子的实验，并且多个μ子的距离很大（$\geq$ 10 m）。通过观察以光速传播的近水平粒子，这些μ子可以与广泛的空气簇射区分开来。Sierra Negra和Pico de Orizaba火山的邻近提供了对μ子的额外测量，其岩石覆盖物相当于几公里的水。我们将介绍HAWC观测这些μ子事件的角分布和速率
2017-10-11 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Science and mission status of EUSO-SPB2
超压气球II上的极端宇宙空间观测站（EUSO-SPB 2）是第二代平流层气球仪器，用于通过荧光技术探测超高能宇宙射线（UHECR，E > 1 EeV）和通过切伦科夫发射探测甚高能中微子（VHE，E > 10 PeV）。EUSO-SPB 2是一个探索者任务，用于像提议的极端多信使天体物理学探测器（POEMMA）这样的仪器。这样一个天基观测站的目的是测量具有高统计和均匀曝光的超高能电子回旋共振和超高能电子对撞机中微子。EUSO-SPB 2设计有两个施密特望远镜，每个望远镜都针对各自的观测目标进行了优化。荧光望远镜观察最低点以测量UHECR引起的广泛空气簇射（EAS）的荧光发射，而切伦科夫望远镜则针对快速信号（$\sim$ 10 ns）和地球边缘附近的点进行了优化。这使得切伦科夫光的测量从EAS引起的地球掠过VHE中微子，如果指向略低于肢体或从UHECR，如果观察略高于。EUSO-SPB 2的预计发射日期为2023年春季，发射地点为新西兰瓦纳卡，目标持续时间长达100天。这样的飞行将提供数千个VHECR切伦科夫信号，以及数十个UHECR荧光轨迹。这两种事件以前都没有从轨道或亚轨道高度观察到，因此EUSO-SPB 2对于向天基仪器迈进至关重要。它还将增强对两种检测技术的潜在背景信号的理解。本文将简要介绍探测器和飞行任务的现状及其科学目标。
2021-12-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
First Detection of Extensive Air Showers Using a Small-Aperture Fluorescence Telescope
D.V. Skobelstyn Institue of Nuclear Physics, M.V. Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学D.V.斯科别尔钦核物理研究所）；Faculty of Physics of M.V. Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学物理系）；Cosmic Ray Department, Yerevan Physics Institute（埃里温物理研究所宇宙射线部）
研究团队在阿拉加茨山用配备25cm菲涅尔透镜、2.625μs时间分辨率的小口径荧光望远镜，首次探测到超高能宇宙射线产生的广延空气簇射，通过两种方法识别出15个以上高置信度事例，为荧光探测技术发展提供了概念验证。
2026-08-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
Results from the first one and a half years of the HAWC GRB program
高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台是位于墨西哥普埃布拉州的地面TeV伽马射线天文台，海拔4100 m。它的$\sim$ 22，000 m $^2$仪器区、宽视场（2 sr）和$>$ 95%的反射率使其成为发现$>$ 100 GeV伽马射线暴（GRB）发射的理想仪器。这一发现将提供有关伽玛射线暴的起源以及对EBL模型的限制和违反洛伦兹不变性的关键信息。我们在这里提出的结果，我们目前的伽玛射线暴搜索方法，其中包括全天空搜索以及快速跟踪的伽玛射线暴报告的卫星，经过一年半的数据与完整的HAWC探测器。
2018-01-04 astro-ph.HE
The ASTRI mini-array within the future Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列（CTA）是一个大型的合作项目，旨在设计和运行一个专门用于能量范围从几十GeV到100 TeV以上的极高能伽马射线天体物理学的观测站，这将使目前主要阵列的灵敏度提高一个数量级（H.E.S.S.，MAGIC和VERITAS）。在此框架内，意大利国家天体物理研究所正在领导应科院项目，其主要目标是设计和安装在Mt.埃特纳火山（西西里岛）的CTA小型望远镜（SST）的端到端双镜原型，以及在CTA南部站点安装由9个相对距离约为300 m的单元组成的双镜SST微型阵列。应科院项目采用的创新双镜Schwarzschild-Couder光学解决方案使我们能够大幅缩小望远镜板规模，从而采用硅光电倍增器作为光探测器。应科院的小型阵列是一个更广泛的国际努力。微型阵列，敏感的能量范围1-100 TeV和超越的角分辨率为几弧分和能量分辨率约10- 15%，非常适合于研究相对明亮的源（几个$\times 10^{-12}$尔格厘米$^{-2}$ s $^{-1}$在10 TeV）在非常高的能量。突出的来源，如极端耀变体，附近著名的BL Lac天体，银河系脉冲星风星云，超新星遗迹，微类星体和银河系中心可以在以前未探索的能量范围内观察到。应科院的小型阵列将扩大目前的IACTs的灵敏度远远超过几十TeV，同时，将允许我们比较我们的结果在几个选定的目标与当前（HAWC）和未来的高海拔广泛的空气簇射探…
2015-08-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Prospects for the detection of gamma rays using Cherenkov telescopes enhanced by a ground array observatory
FZU - Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Pidstryhach Institute for Applied Problems of Mechanics and Mathematics, National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院皮德斯特雷哈赫应用力学与数学问题研究所）；Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences（波兰科学院尼古拉·哥白尼天文中心）；Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院核物理研究所）；Astronomical Observatory, University of Warsaw（华沙大学天文台）；Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院天文研究所）；ETH Zurich, Institute for Particle Physics and Astrophysics（苏黎世联邦理工学院粒子物理与天体物理研究所）；Institute of Particle and Nuclear Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学与物理学院粒子与核物理研究所）；Astronomical Observatory, Jagiellonian University（雅盖隆大学天文台）
通过模拟数据研究，将单镜小尺寸成像大气切伦科夫望远镜（SST-1M）置于高海拔水切伦科夫探测器（WCD）阵列中，利用混合系统提升伽马/强子分离能力，使10 TeV以上灵敏度提高约60%（单镜）和30%（立体观测）。
2026-06-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
Detecting and characterizing pulsar halos with the Cherenkov Telescope Array Observatory
本文通过空间—光谱似然分析评估 CTA 银道面巡天探测脉冲星晕的能力，量化其光谱、形态灵敏度及可研究的族群比例。
2023-10-02 astro-ph.HE
All-sky sensitivity of HAWC to Gamma-Ray Bursts
高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台是位于墨西哥普埃布拉州的地面TeV伽马射线天文台，海拔4100米。它的22，000 m $^2$仪器区域，宽视场（$\sim$ 2 sr）和>95%的反射率使其成为发现$\sim$ 100 GeV伽马射线暴（GRB）发射的理想仪器。这一发现将提供有关伽玛暴发射起源的关键信息，以及对河外背景光（EBL）模型的约束和违反洛伦兹不变性的关键信息。我们将提出一个简单的，全天空的搜索算法，使用HAWC数据，是最敏感的短伽玛暴发现伽玛暴发射在$\sim$ 100 GeV的前景。这里提出的搜索算法也可以用来检测其他短瞬变的时间尺度和通量类似的短伽玛暴。
2015-08-18 astro-ph.HE
Telescope Concepts in Gamma-Ray Astronomy
本章概述了MeV至GeV能量范围内高能$γ$射线光子的探测与表征原理，介绍了从准直器到电子对产生望远镜的基本概念，并探讨了高空气球和卫星平台上的运行限制及测量原理。
2022-07-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
The HAWC observatory as a GRB detector
高海拔水切伦科夫天文台（HAWC）是目前正在墨西哥建造的一个空气簇射阵列，海拔4100米。HAWC将由300个大水箱组成，占地面积约22000平方米，每个水箱装有4个光电倍增管。该实验设计可以高效检测TeV和亚TeV范围内的光子诱导空气簇射以及γ强子分离。我们表明，HAWC有一个合理的机会观察到的高能幂律成分的伽玛射线暴，扩展到50 GeV。特别是，HAWC将能够观测到类似于GRB 090510和GRB 090902B的事件。HAWC对伽玛暴的观测（或非观测）将提供伽玛暴高能谱的信息。自2011年9月以来，由6个水箱组成的工程阵列在HAWC现场运行，收集了3个月的数据。从这些数据中得到了GRB 111016B的高能发射上限。
2013-03-06 astro-ph.HE
Analysis of above-the-limb Cosmic Rays for EUSO-SPB2
本文分析EUSO-SPB2的切伦科夫望远镜测量地球地平线以上宇宙射线的能力，利用EASCherSim模拟更新事件率估计，考虑触发效率、稀薄大气中簇射纵向发展和磁场建模改进，并与初步飞行数据比较。
2023-10-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
Constraints on very high energy gamma-ray emission from the Fermi Bubbles with future ground-based experiments
\textit{Fermi} -大面积望远镜（LAT）从银河系中心的\textit{Fermi}气泡（FB）中探测到的亚TeV伽马射线的起源仍然不确定。在强子模型中，质子和/或原子核的加速以及它们随后与气泡体积中的气体的相互作用可以产生所观察到的伽马射线。最近，高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台报告说，在$b\gtrsim 6^\circ$银河系纬度的北部FB没有伽马射线过剩，这导致了能量范围为$1.2-126$ TeV的通量上限。这些上限与\textit{Fermi}在$|b|\ge 10^\circ$测得的伽马射线谱一致，其中在能量$\gtrsim 100$ GeV处的指数截止是明显的。然而，FB伽马射线谱在$|b|\le 10^\circ$，没有显示出任何迹象的截止到约1 TeV的最新结果，仍然不受约束。即将到来的切伦科夫望远镜阵列（CTA）将在20 GeV和300 TeV之间的能量范围内进行前所未有的灵敏度的银河系中心调查。在这项工作中，我们进行形态和经典的开/关分析与计划CTA深中心和扩展的调查和估计的灵敏度CTA的FB强子伽马射线通量模型，最适合的频谱在$|b|\le 10^\circ$和其对应的中微子通量模型最适合的乐观的中微子光谱从冰立方中微子天文台。我们还进行了灵敏度分析与未来的地基切伦科夫探测器的大型高海拔空气簇射天文台（LHAASO）。我们发现CTA将能够发现…
2019-03-29 astro-ph.HE
Measuring High-Energy Spectra with HAWC
高海拔水切伦科夫（HAWC）实验是一个TeV $γ$射线观测站，位于墨西哥普埃布拉的Sierra Negra山海拔\unit [4100]{m}处。该探测器由300个装满水的水箱组成，每个水箱装有4个光电倍增管，利用水切伦科夫技术来探测宇宙$γ$射线产生的大气空气簇射。HAWC的建设于2015年3月完成。该实验的宽瞬时视场（\unit [2]{sr}）和高占空比（> 95\%）使其成为一种强大的测量仪器，对超新星遗迹，超新星遗迹和其他$γ$射线源敏感。通过分析这些源的高能谱，可以研究这些源的粒子加速机制。为此，我们已经开发了一个事件的能量重建算法，使用人工神经网络估计初级$γ$射线在HAWC的能量。我们将介绍这种技术的细节和它的性能，以及目前的进展，使用它来测量$γ$射线源的能谱。
2017-08-11 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
