Measuring temporal characteristics of the Cherenkov radiation signal from extensive air showers of cosmic rays with a wide field-of-view telescope addendum to the Yakutsk array
自2012年以来，宽视场切伦科夫望远镜一直在雅库茨克阵列实验的周围工作。它的主要功能是测量由宇宙射线的大范围空气簇射引起的切伦科夫辐射信号的波形。对望远镜收集的数据集进行分析，目的是重建簇射发展的参数，以及阵列探测器其余部分测量的主要簇射特征。在本文中，所观察到的切伦科夫辐射信号的持续时间作为簇射核心距离的函数被用来估计簇射最大值的深度以不同的方式，基于模型模拟的结果。
2022-02-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
Trinity: An Imaging Air Cherenkov Telescope to Search for Ultra-High-Energy Neutrinos
掠地中微子是那些以浅角度穿过地壳的中微子。对于超高能（E > 1 PeV; UHE）的掠地τ中微子，由中微子-地球相互作用产生的τ轻子很有可能在衰变之前从地面出现。当这种情况发生时，衰变的τ粒子会引发相对论亚原子粒子的空气簇射，这些粒子会发出切伦科夫辐射。为了观测这种切伦科夫辐射，我们建议建立三一天文台。使用一种新颖的光学结构设计，指向地平线，三一将观察切伦科夫辐射从上行中微子诱导的空气阵雨。由于对1- 10，000 PeV能量范围内的中微子敏感，Trinity的预期灵敏度将发挥独特的作用，填补IceCube观测到的天体物理中微子与无线电UHE中微子探测器的预期灵敏度之间的差距。
2021-09-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
Event reconstruction with the proposed large area Cherenkov air shower detector SCORE
建议SCORE探测器由一个大阵列的光收集模块设计的广泛的空气簇射的切伦科夫光阵面采样，以检测高能量的伽马射线。探测器站的大间距使得可以以合理的努力覆盖巨大的区域，从而实现高达约几个10 PeV的能量的良好灵敏度。本文介绍了SCORE的事件重建算法，并用它在角分辨率、能量分辨率、簇射深度分辨率和γ/强子分离等方面获得了预期的探测器性能。
2009-09-03 astro-ph.HE astro-ph.IM
Possibility of Using a Satellite-Based Detector for Recording Cherenkov Light from Ultrahigh-Energy Extensive Air Showers Penetrating into the Ocean Water
我们估计了切伦科夫辐射的反射分量，它是在海洋表面上一次能量为10^20 eV的大范围空气簇射的发展过程中产生的。已经表明，在TUS实验的条件下，在荧光轨迹末端的反射切伦科夫光子的闪光可以在天顶距高达20度的簇射中被识别。
2011-10-13 astro-ph.HE astro-ph.IM
IceAct, small Imaging Air Cherenkov Telescopes for IceCube
IceAct是一种建议的表面阵列的成本效益和紧凑的硅光电倍增器（SiPM）为基础的小型（50厘米）成像空气切伦科夫望远镜以上的冰立方冰探测器。与冰立方的冰内和表面组件相一致，它形成了一个混合探测器，可以将切伦科夫光图像，表面粒子足迹和广泛的空气簇射的冰内μ子轨道的信息结合起来进行新的测量。2019年1月，两个新版本的IceAct望远镜演示器安装在地理南极的IceTop表面探测器中心，具有61 SiPM像素和改进的光学系统。结合这两个望远镜和IceCube的信息，可以测试初级粒子识别，探测器校准和否决能力的性能。我们介绍了该项目的现状和即将到来的数据采集季节在南极冬季的前景。
2019-08-29 astro-ph.HE astro-ph.IM
On the Estimation of the Depth of Maximum of Extensive Air Showers Using the Steepness Parameter of the Lateral Distribution of Cherenkov Radiation
利用蒙特卡罗模拟的广泛的空气阵雨，我们表明，最大深度的阵雨，$X_{max}$可以估计使用$P=Q(100)/Q(200)$，在100和200米的簇射核心，这是已知的切伦科夫辐射在地面上的横向分布的陡度参数的切伦科夫光子密度的比率。一个简单的二次模型已拟合到一组数据从模拟广泛的空气淋浴，有关的陡度参数和淋浴的最大深度。然后在另一组模拟淋浴器上对该模型进行了测试。模拟的阵雨的实际最大深度与从切伦科夫光的横向分布获得的最大深度之间的平均差约为9 $g/cm^2$。此外，一个更直接的估计从$P$的初始粒子的质量的可能性进行了研究。这两个量之间的指数关系已被拟合。将该模型应用到另一组簇射中，我们发现初级粒子的估计质量与实际质量之间的平均差异小于0.5原子质量单位。
2021-06-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Towards the Deployment of the First NectarCAM, a Medium-Sized-Telescope Camera for the Cherenkov Telescope Array Observatory
Laboratoire de Physique Nucléaire et des Hautes Energies (LPNHE（核物理与高能物理实验室）；CNRS/IN2P3)
本文总结了NectarCAM在时间分辨率和电荷分辨率方面的性能，以及最新实施的校准技术，同时介绍了NectarCAM的当前状态和计划，预计2026年夏季首台生产型号将完成并用于CTAO的MST路径探测器。
2026-05-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Measuring extensive air showers with Cherenkov light detectors of the Yakutsk array: The energy spectrum of cosmic rays
利用雅库茨克阵列的空气切伦科夫光探测器研究了10^15 eV ~ 6*10^19 eV范围内的宇宙射线能谱。大气中广泛的空气簇射的相对论性电子（包括正电子）产生的光子的总通量被用作初始粒子引发簇射的能量估计。根据先前的测量结果，所得到的宇宙射线的微分通量分别在能量为3*10^15 eV和~10^19 eV处表现出膝盖和脚踝的特征。比较观测数据与模拟的膝盖和脚踝地区，以选择模型的银河系和河外成分的宇宙射线更好地描述测量的能谱。
2009-02-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
Lateral Distribution Function of Extensive Air Showers Cherenkov Light and Stable Laws: Fast Modelling Method for the CORSIKA Code
本文提出用二维分数稳定分布近似切连科夫光横向分布函数，基于 CORSIKA 模拟，实现类似 NKG 的快速建模方法。
2024-11-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
Optimized analysis method for indirect dark matter searches with Imaging Air Cherenkov Telescopes
我们提出了一个专门的分析方法，间接暗物质搜索成像空气切伦科夫望远镜。通过使用全似然分析，我们充分利用了暗物质起源的伽马射线谱中预期的独特特征，相对于标准分析链实现了更好的灵敏度。我们描述的方法和表征其一般性能。我们还比较了它的灵敏度与目前的标准，几个暗物质湮灭模型，获得的增益高达10倍的顺序。我们计算改进的限制，可以达到使用这种新的方法，作为一个例子，现有的几个基准模型的估计，以及最近的结果从VERITAS观测矮球状星系Segue 1。此外，我们估计切伦科夫望远镜的单色线信号的灵敏度。对MAGIC和CTA可以实现的改进进行了预测。最后，我们讨论了如何将这种方法应用于一个全球性的，灵敏度优化的间接暗物质搜索，结合了当代所有切伦科夫天文台的结果。
2012-09-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
Modeling the Optical Cherenkov Signals by Cosmic Ray Extensive Air Showers Directly Observed from Sub-Orbital and Orbital Altitudes
今后在亚轨道和轨道高度观测地球大气层的基础上进行的实验计划包括光学切伦科夫照相机，以观测高能宇宙辐射通过与地球及其大气层相互作用而产生的大范围空气簇射。正如其他地方所讨论的，特别相关的是由天体物理中微子掠过地球并在地球上相互作用而引发的向上移动的簇射的情况。切伦科夫相机，通过观察地球的边缘，也可以探测到能量从小于一个PeV到最高能量（几十个EeV）的宇宙射线。使用定制的计算方案，以确定预期的光学切伦科夫信号，从这些高能宇宙射线，我们估计的灵敏度和事件率的球载和卫星为基础的仪器，我们的分析集中在极端宇宙空间天文台搭载超压气球2（EUSO-SPB 2）和极端多信使天体物理学探测器（POEMMA）实验。我们发现预期的事件率大于每小时的实验实时时间的数百个事件，从而能够从亚轨道和轨道高度对切伦科夫探测技术进行有希望的全面测试，以及可以用于理解仪器响应的保证信号。
2021-06-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
Monte Carlo Study on the Large Imaging Air Cherenkov Telescopes for >10 GeV gamma ray astronomy
成像空气切伦科夫望远镜（IACTs），如HESS，MAGIC和VERITAS，通过在非常高的能量伽马射线域（主要在100 GeV和10 TeV之间）显示许多令人兴奋的结果，很好地展示了它们的性能。重要的是研究我们可以在这个能量范围内提高多少灵敏度，但通过扩展这种IACT技术，将能量覆盖范围和灵敏度扩展到新的领域，更低和更高的能量也很重要。为此，我们采用新技术、先进的光电探测器和超快读出系统，通过蒙特卡罗模拟对大型IACT阵列进行了优化，特别是在10 GeV到100 GeV的能量范围内获得最佳灵敏度。我们将报告具有先进技术的大型IACT阵列的性能及其局限性。
2009-06-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
Cross Calibration of Imaging Air Cherenkov Telescopes with Fermi
一个更新的模型的同步辐射和逆康普顿发射从人口的高能电子的蟹状星云被用来重现测量的光谱能量分布从无线电到高能γ射线。通过比较预测的逆康普顿分量和最近费米测量的星云辐射，就有可能确定星云中的平均磁场，并推导出潜在的电子能量分布。模型计算，然后可以用来交叉校准费米观测与地面的空气簇射测量。由此产生的能量校准因子的推导和可用于结合广泛的能量测量费米与地面测量。
2010-08-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
Software Suite for Modeling Cherenkov Images of Extensive Air Showers in the SPHERE-3 Detector
本文介绍了一套用于模拟SPHERE-3望远镜探测器网格上切伦科夫光形成的计算软件，以支持1-1000 PeV宇宙线起源与传播研究。
2024-10-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
3D simulation for Cherenkov emissions in Extensive Air Showers
本文报道了广泛空气簇射（EAS）中切伦科夫光子辐射的三维数值模拟。CORSIKA是用于描述EAS的最广泛使用的蒙特卡罗生成器，但由于所需的大量数据存储和运行时间，不建议计算EAS在超高能量下的切伦科夫光发射。所提出的BinTheSky是一个框架来模拟切伦科夫光发射使用的空间信息产生的蒙特卡洛发生器。光在淋浴器中发射，传播并衰减到地面。该框架使人们能够计算光的空间，时间和方向分布在地面或在给定的高度，而超高能宇宙线实验的通常方法依赖于模拟的纵向簇射发展和参数化的横向簇射分布。
2017-02-10 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Development of a SiPM Cherenkov camera demonstrator for the CTA observatory telescopes
切伦科夫望远镜阵列（CTA）联盟正在开发新一代地面观测站，用于探测超高能伽马射线。意大利核物理研究所正在参与研究和开发切伦科夫光子照相机的可能解决方案，该照相机基于对近紫外线能量敏感的硅光电倍增器探测器。INFN与布鲁诺·凯斯勒基金会（FBK）合作实现的最新NUV-HD SiPM技术基于排列在$6\times6\;\mbox{mm}^2$区域中的$30μ\mbox{m}\times30μ\mbox{m}$微单元传感器。对FBK生产的单个SiPM进行了测试，发现它们的性能适合装备CTA相机。目前，INFN正在开发由64个NUV-HD SiPM制成的原型模块的概念，机械和电子学，旨在装备CTA原型Schwarzschild-Couder望远镜（pSCT）望远镜的可能更新。本文综述了NUV-HD SiPM的性能以及多SiPM组件的设计和测试。
2016-12-24 astro-ph.HE astro-ph.IM
FRAM telescopes and their measurements of aerosol content at the Pierre Auger Observatory and at future sites of the Cherenkov Telescope Array
FRAM（F/（Ph）otometric Robotic Atmospheric Monitor）望远镜是一个由机器人支架、大幅面CCD相机和快速长焦镜头组成的系统，可用于任何地点的大气监测，如果需要高空间或时间分辨率的大气透明度信息，而为此目的连续使用激光方法会干扰其他观测。最初的FRAM已经在阿根廷的皮埃尔俄歇天文台运行了十多年，而切伦科夫望远镜阵列（CTA）预计将使用另外三个FRAM。CTA FRAM正在提前部署，以在CTA望远镜运行之前表征站点的属性;一个FRAM已经在计划中的智利未来CTA站点上运行了一年，而另外两个预计将在2018年底之前投入运行。我们报告的硬件和目前的运作状况和/或部署的所有FRAM仪器的问题，以及一些初步结果的整体气溶胶测量的FRAM在阿根廷和智利
2018-12-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Optic detectors calibration for measuring ultra-high energy extensive air showers Cherenkov radiation by 532 nm laser
PMT矩阵的标定是切伦科夫跟踪探测器数据处理的关键。此外，由于取决于季节，天气等大气中的气溶胶丰度的高度可变性，在测量期间需要对大气透明度进行持续监测。为此目的，除了传统的方法外，还使用了激光大气探测站。
2014-12-24 astro-ph.IM
Temporal signatures of the Cherenkov light induced by extensive air showers of cosmic rays detected with the Yakutsk array
我们分析的信号的时间特性从宽视场（WFOV）切伦科夫望远镜（CT）检测广泛的空气簇射（EAS）的宇宙射线（CR）与雅库茨克阵列的表面探测器重合。我们的目的是揭示EAS的测量特性和物理性质之间的因果关系。
2016-04-18 astro-ph.IM
A Monte Carlo Template based analysis for Air-Cherenkov Arrays
我们提出了一种高性能的事件重建算法：图像逐像素拟合大气切伦科夫望远镜（ImPACT）。重建算法是基于相机像素幅度到期望图像模板的似然拟合。执行极大似然拟合以找到最佳拟合淋浴参数。相关的重建算法已经被证明可以为CAT和H.E.S.S.提供比传统重建更显著的改进。实验我们证明了一个显着的改进，该过程的模板生成步骤，通过使用一个完整的蒙特卡罗空气淋浴模拟结合光线跟踪光学模拟，以更准确地模拟预期的相机图像。该重建步骤与基于MVA的背景抑制相结合。举例说明了ImPACT分析对H.E.S.S.的模拟和测量（来自强VHE源）伽马射线数据的性能。阵列，表现出改善的灵敏度超过一个因素2的观察时间比传统的图像矩拟合方法，与以前的似然拟合分析的性能相当。ImPACT是一种特别有前途的方法，用于未来的大型阵列，如切伦科夫望远镜阵列（CTA），由于其改进的高能量性能和适用于混合望远镜类型的阵列。
2014-05-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Detection of tau neutrinos by Imaging Air Cherenkov Telescopes
本文研究了用切伦科夫成像望远镜寻找非常倾斜的簇射来探测1-1000 PeV能量范围内的τ中微子的可能性。中微子引起的τ轻子从地球逃逸可能会衰变并引发空气簇射，这可以通过荧光或切伦科夫望远镜检测到。我们在这里提出了一个研究的探测潜力的地球掠过中微子考虑到中微子在地壳中的相互作用，当地的物质分布在不同的探测器站点，在空气中的发展τ诱导阵雨和探测切伦科夫光子与IACT。我们分析了相机焦平面上的模拟淋浴图像，并基于Hillas参数实现了通用重建链。我们发现，目前的IACTs可以区分大气簇射诱导的τ中微子从背景的强子簇射在PeV-EeV的能量范围。我们提出的中微子触发效率得到的几个配置正在考虑下一代切伦科夫望远镜，即切伦科夫望远镜阵列。最后，对于一些代表性的中微子光谱预计从天体物理来源，我们比较预期的事件率在运行IACT的预期专用冰立方中微子望远镜。
2016-06-06 astro-ph.IM
The Potential of Water-Cherenkov Air Shower Arrays for detecting transient sources of high-energy astrophysical neutrinos
本文研究水切伦科夫空气簇射阵列探测10 GeV至100 TeV高能中微子瞬变源的能力，提出利用站点双面光传感器、信号时间特征与机器学习的方法，并证明其与IceCube及Hyper-Kamiokande等实验具有互补性。
2024-06-13 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
The AdvCam: Designing the future cameras for the Large-Sized Telescope of the Cherenkov Telescope Array Observatory
本文介绍了专为切伦科夫望远镜阵列大型望远镜设计的下一代相机AdvCam，其采用硅光电倍增管和全数字读出系统，在相同视场下像素量提升四倍，显著改善了角精度与噪声抑制，并基于蒙特卡洛数据验证了其变革性的触发与观测性能。
2025-09-16 astro-ph.HE astro-ph.IM
Detection of tau neutrinos by Imaging Air Cherenkov Telescopes
本文研究了用切伦科夫成像望远镜寻找非常倾斜的簇射来探测1-1000 PeV能量范围内的τ中微子的可能性。中微子引起的τ轻子从地球逃逸可能会衰变并引发空气簇射，这可以通过荧光或切伦科夫望远镜检测到。我们在这里提出了一个研究的探测潜力的地球掠过中微子考虑到中微子在地壳中的相互作用，当地的物质分布在不同的探测器站点，在空气中的发展τ诱导阵雨和探测切伦科夫光子与IACT。我们分析了相机焦平面上的模拟淋浴图像，并根据Hillas参数实现了通用重建链。我们发现，目前的IACTs可以区分大气簇射诱导的τ中微子从背景的强子簇射在PeV-EeV的能量范围。我们提出的中微子触发效率得到的几个配置正在考虑下一代切伦科夫望远镜，即切伦科夫望远镜阵列。最后，对于一些代表性的中微子光谱预计从天体物理来源，我们比较预期的事件率在运行IACT的预期专用冰立方中微子望远镜。
2015-08-12 astro-ph.IM
EUSO-SPB2: A sub-orbital cosmic ray and neutrino multi-messenger pathfinder observatory
下一代超高能宇宙射线（UHECR）和甚高能中微子观测站将解决这些粒子在最高能量下极低通量的挑战。EUSO-SPB 2（超高压望远镜上的极端宇宙空间观测站2）旨在为应对这一挑战的空间任务做准备。EUSO-SPB 2配备了两个望远镜：荧光望远镜，它将指向下方并测量能量超过2 EeV的UHECR空气簇射的荧光发射，以及切伦科夫望远镜（CT），它将指向地球边缘并测量能量超过1 PeV的宇宙射线的直接切伦科夫发射，以验证该技术。CT位于边缘下方，将搜索由中微子源的τ轻子衰变产生的切伦科夫发射，能量超过10 PeV，并研究此类事件的背景。EUSO-SPB 2飞行任务将在建立天基多信使观测站的道路上提供开创性的观测和技术里程碑。
2023-01-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Design study of an air-Cherenkov telescope for harsh environments with efficient air-shower detection at 100 TeV
望远镜，设计与半导体为基础的光传感器，有可能检测切伦科夫或荧光发射的宇宙射线在大气中。这种望远镜在偏远的恶劣环境中具有高的占空比和效率。考虑到这些仪器相对较低的成本和鲁棒性，这项技术可能会被证明是有趣的，特别是如果大量部署现有和未来的扩展宇宙射线和伽马射线探测器，包括Pierre Auger天文台，HAWC，IceCube和CTA。它们有可能提高这些仪器探测高能伽马射线和宇宙射线空气簇射的灵敏度。此外，对于中微子望远镜来说，这种技术可以被证明是一种有效的宇宙射线否决权。在这方面的贡献，目前的动机，设计和发展的原型SiPM为基础的空气切伦科夫望远镜。初步的敏感性研究的结果，和准备的系统进行首次测试，包括那些建议的南极显示。
2015-11-05 astro-ph.IM
Gamma/Hadron Separation in Imaging Air Cherenkov Telescopes Using Deep Learning Libraries TensorFlow and PyTorch
在这项工作中，我们比较了两个开源机器学习库PyTorch和TensorFlow，作为拒绝成像空气切伦科夫望远镜（IACT）检测到的强子背景事件的软件平台。利用蒙特卡罗模拟对TAIGA-IACT望远镜的背景抑制质量进行了评估。这两个库提供的各种神经网络算法可以很容易地在各种类型的数据上进行测试，这对于各种成像空气切伦科夫实验是有用的。这项工作是Astroparticle.online项目的一个组成部分，该项目与TAIGA和KASCADE实验合作，欢迎任何天体粒子实验加入。
2018-12-04 astro-ph.IM
FAIR solutions for a science platform to analyse Cherenkov data online
我们开发了一个系统，通过使用互操作性标准和技术，特别是国际虚拟天文台联盟（IVOA）提供的标准和技术，根据FAIR科学数据管理指导原则（FAIR：可查找，可扩展，可互操作和可重用）对切伦科夫数据进行快速分析，以建立虚拟天文台（VO）。因此，我们提供了一个可控的和稳定的环境上的计算集群，以执行和重新执行定义良好的作业。可以指定用户特定的输入参数来配置分析作业的执行。来源信息由系统自动捕获并可供用户访问。为了避免长时间传输，数据可以放置在靠近计算节点的地方。该系统主要用于分析切伦科夫天文学数据，但也可用于其他目的。
2023-01-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
Cherenkov Telescope Array: The Next Generation Gamma-ray Observatory
切伦科夫望远镜阵列（CTA）将是下一代伽马射线天文台，研究能量从20 GeV到300 TeV以上的伽马射线和宇宙射线天体物理学。该天文台由位于南半球和北半球的大型大气成像切伦科夫望远镜阵列组成，将提供全天覆盖，并将实现与HESS等现有仪器相比提高一个数量级的灵敏度。魔法与真理CTA预计将发现数百个新的TeV伽马射线源，使其能够显著推进我们对宇宙射线起源的理解，探测宇宙中更大的距离，并在TeV质量范围内以前所未有的灵敏度搜索WIMP暗物质。CTA的开发由来自32个国家的科学家组成的全球联盟进行。联合会的科学家已经制定了CTA的核心科学方案，预计联合会的研究所将提供CTA的大部分组成部分。CTA的建设由CTA天文台监督，该天文台将在未来管理天文台的运营，客座观察员计划和数据传播。本次演讲将回顾CTA的科学动机，重点是形成研究核心计划的关键科学项目。讲座将概述CTA的设计，包括科学驱动因素，整体概念，性能优化和阵列布局。CTA的现状，包括网站，原型望远镜的进展，并向前迈进的步骤也将被描述。
2017-09-15 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Extending the observation limits of Imaging Air Cherenkov Telescopes toward horizon
成像大气切伦科夫望远镜用于50 GeV - 50 TeV的甚高能区的地基γ射线天文学，通常进行空气簇射观测，直到天顶距~60 °。超过该极限，空气柱密度迅速增加，切伦科夫光吸收开始起主要作用。由于缺乏适当的光透射校准方法，研究人员在天顶距60度的情况下进行常规测量受到限制。我们把切伦科夫光中的空气簇射的观测范围扩大到几乎地平线。本文利用孔径测光技术对大天顶距观测中大气切伦科夫光透射率进行了定标。随着对给定源的更长时间的观测，这种观测技术可以大大增加切伦科夫望远镜的收集面积和事件统计，用于光谱的非常高的能量部分。对少数几个候选源的最高能量伽马射线谱的研究可以为银河系宇宙射线的起源提供线索。我们表明，MAGIC非常大的天顶距观测产生的收集面积超过一平方公里。对于选定的来源，这正在成为与切伦科夫望远镜阵列预期的目标收集区域相媲美。
2019-03-12 astro-ph.IM
Wide field-of-view Cherenkov telescope for the detection of cosmic rays in coincidence with the Yakutsk extensive air shower array
雅库茨克阵列小组正在开发一种宽视场切伦科夫望远镜，与大面积空气簇射阵列的表面探测器配合使用。目前，具有前端电子设备的反射望远镜的工程原型正在设计，组装和测试，以证明设想仪器的可行性。介绍了原型望远镜的状况和规格，以及现有的用于测量超高能宇宙射线的切伦科夫光探测器阵列的现代化方案。
2014-10-15 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
Performance of a Small Array of Imaging Air Cherenkov Telescopes sited in Australia
随着TeV伽马射线天文学进入切伦科夫望远镜阵列（CTA）时代，人们希望有能力即时跟踪瞬态现象，并连续监测能量高于$10^{12}$ eV的伽马射线通量。为此，需要一个全球性的成像空气切伦科夫望远镜网络，为CTA观测和补充性连续监测提供触发。位于澳大利亚的IACT阵列将对南半球天空的覆盖做出重大贡献。在这里，我们调查了一个小的IACT阵列的适用性，以及不同的设计因素如何影响其性能。蒙特卡罗模拟是根据CTA的小型望远镜（SST）和中型望远镜（MST）设计制作的。望远镜之间的基线距离越大，角分辨率越高，最高可达277米，1000米高度的能量阈值低于0米高度。MSTs的$\sim$ 300 GeV能量阈值比SST的$\sim$ 1.2 TeV阈值更适合于观测瞬态。在1000米处的4个MST的阵列估计从4小时的观测中得到5.7 $σ$探测到RS蛇夫座样新星爆发。我们的结论是，在澳大利亚的一个网站的四个MST级IACT阵列将理想地补充CTA的能力。
2022-06-16 astro-ph.HE astro-ph.IM
Reconstruction of Cherenkov radiation signals from extensive air showers of cosmic rays using data of a wide field-of-view telescope
描述了宽视场切伦科夫望远镜的工作原理。探测宇宙射线（CR）的广泛空气簇射（EAS）是基于与雅库茨克阵列信号的重合。望远镜的数据采集系统产生与EAS发展参数有关的信号：据推测，大气中的阵雨年龄和阵雨最大值的位置。在这里，我们描述了用于重建切伦科夫辐射信号的信号处理方法CR阵雨。信号参数的分析结果在确认的切伦科夫辐射信号的持续时间与簇射核心的距离的已知的相关性。所测量的芯距离依赖性用于设置沿着EAS轴的切伦科夫辐射强度高于半峰幅度的区域的尺寸的上限。
2019-12-27 astro-ph.IM
Lateral density and arrival time distributions of Cherenkov photons in extensive air showers: a simulation study
我们利用CORSIKA模拟软件包研究了大范围空气簇射中切伦科夫光子的密度和到达时间分布的一些特征。本研究的主要目的是观察强子相互作用模型对Cherenkov光子的产生模式与簇射核距离的关系。这些研究在地面$γ$ -射线天文学中非常重要，可以有效地抑制巨大的宇宙线背景，其中大气切伦科夫技术在几百GeV到几TeV的能量范围内被广泛使用。我们发现，对于所有的初级粒子，切伦科夫光子的密度分布都服从负指数函数，其系数和斜率随初级粒子的类型、能量和相互作用模型组合的类型而不同。而切伦科夫光子的到达时间分布模式遵循形式为$t (r) = t_{0}e^{Γ/r^λ}$的函数，函数参数取值不同。强子相互作用模型组合对$γ$射线原色的密度和到达时间分布没有显著影响。然而，对于强子簇射，在不同的条件下，模型组合的影响是显着的。
2015-02-20 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Status of the Medium-Sized Telescopes for the Cherenkov Telescope Array Observatory
本文介绍了下一代地面伽马射线天文台CTAO的核心设备中型望远镜（MST）的设计细节、当前建造测试进展及2025年探路者项目部署计划，该望远镜将覆盖100GeV-5TeV能段，服务于多种天体物理观测。
2023-10-03 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
Water Cherenkov Detectors response to a Gamma Ray Burst in the Large Aperture GRB Observatory
为了研究伽马射线暴（GRB）背景光子突然增加到1 GeV - 1 TeV时水切伦科夫探测器（WCD）的行为，进行了数值模拟，并与大孔径GRB天文台（LAGO）WCD获得的数据进行了比较。LAGO在高空运行WCD阵列，使用单粒子技术探测伽玛暴。LAGO对伽玛暴的灵敏度是根据对大气中伽玛粒子簇射的模拟和WCD对次级伽玛暴的响应而得出的。
2009-06-04 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Detecting gamma rays with high resolution and moderate field of view: the air Cherenkov technique
本研究介绍成像大气切伦科夫技术的原理与望远镜技术实现，说明通过多望远镜阵列重建伽马射线参数、筛选本底的方法，及其在灵敏度、角分辨率和谱分辨率方面的性能。
2023-06-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
Cherenkov Tau Shower Earth-Skimming Method for PeV-EeV Tau Neutrino Observation with Ashra
本文描述了一种利用地球上τ中微子相互作用产生的衰变τ的空气簇射产生的切伦科夫光观测PeV-EeV τ中微子的方法。为了利用掠地τ中微子探测技术实现中微子天文学，由于以下问题，高精度地确定到达方向是关键：（1）通过识别源自地球表面内的那些顶点来明确识别中微子;（2）识别非常高能量的中微子源。Ashra探测器使用新开发的集光器，实现了42度直径的视场和角分分辨率。因此，它具有优越的角分辨率成像切伦科夫空气簇射。本文对Ashra-1切伦科夫τ簇射观测方法的灵敏度和宇宙线背景进行了估算。提供了调试运行和长期观察（配备齐全的触发系统和一个光收集器）的数据。我们的估计是基于一个详细的蒙特卡罗模拟，它描述了所有相关的淋浴过程，从中微子相互作用的切伦科夫光子探测产生的τ空气淋浴。此外，利用极大似然方法对确定切伦科夫簇射到达方向的潜力进行了评估。我们的结论是，Ashra-1探测器是一个独特的探测极高能量中微子及其加速器。
2012-10-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
The accuracy of signal measurement with the water-Cherenkov detectors of the Pierre Auger Observatory
俄歇表面探测器由一个大的水切伦科夫探测器槽阵列组成，每个槽的体积为12，000升，用于探测高能宇宙射线。使用实验空气簇射数据研究了探测器单元的积分信号幅度测量的准确性。它可以被描述为一个类泊松项，其归一化常数取决于初级宇宙线的天顶距。这种依赖性反映了簇射的μ子分量对信号的贡献越来越大，这是由于μ子/电磁（e+-和伽马）比和μ子轨道长度随天顶距而增加。
2021-03-11 astro-ph.IM
EASpy: Fast simulation of fluorescence and Cherenkov light from extended air showers at large zenith angles
本文提出 EASpy 框架，利用正负电子分布参数化快速模拟大天顶角下的广延大气簇射，准确计算切伦科夫与荧光辐射，在保证与 CORSIKA 等标准工具高度一致的同时大幅降低计算时间，并首次发现大天顶角下簇射图像随冲击距离增加而变宽变长的效应。
2023-07-27 astro-ph.IM
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
Cherenkov light from Horizontal Air Shower
我们目前的水平EAS模拟结果的重点是测量切伦科夫光的机会，从空气阵雨在平流层气球高度（如。EUSO-SPB2）。对于在38公里高度的1平方米的紫外光探测器，到地球大气层边缘的最大水平距离约为1000公里，这表示大气层的深度为10000 g/cm 2。EAS电子元件产生的切伦科夫光在到达探测器的过程中会被大气散射，对探测光没有贡献。最有希望的方案依赖于EAS μ子在距离探测器约300公里范围内发射的能量超过100 GeV的光的探测（需要在高海拔产生切伦科夫光和μ子在很长的距离内生存）。在这种情况下，我们可能期望测量切伦科夫光从质子诱导EAS的能量在1 e17和1 e18 eV之间，下限与信号的强度有关，上限是由于CR通量的几何因子的产品。
2019-09-27 astro-ph.IM
The Tunka Radio Extension: reconstruction of energy and shower maximum of the first year data (ICRC 2015)
自2012年秋季投入使用以来，Tunka-Rex，空气切伦科夫探测器Tunka-133的无线电扩展，进行了三年的空气簇射测量。目前，该探测器由44个天线组成，分别连接到位于西伯利亚通卡山谷的空气切伦科夫和闪烁体探测器。在这些探测器的触发下，Tunka-Rex可以测量高达EeV级别的空气簇射的无线电信号。这种配置提供了一个独特的可能性之间的交叉校准空气切伦科夫，无线电和粒子技术。我们提出了重建方法的能量和簇射最大开发的COREAS模拟，它允许精确的竞争与空气切伦科夫技术。我们将这些方法应用于通卡-雷克斯在第一年获得的数据，我们使用交叉校准，我们比较的结果与重建的能量和簇射最大值通卡-133，这也提供了一个重建的簇射核心用于无线电重建。我们的方法已经表明，大气的簇射最大值（$X_\mathrm{max}$）的深度可以重建的精度优于40 g/cm $^2$的高质量的事件，在某些情况下，即使只有三个天线站有信号。能量精度与15%的空气切伦科夫精度相当。不久，将用第二年的独立数据对结果进行检查。
2015-09-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Application of Graph Networks to a wide-field Water-Cherenkov-based Gamma-Ray Observatory
本研究将图神经网络（GNNs）应用于水切伦科夫伽马射线天文台的本底排除与能量重建任务，模拟实验显示其性能优于现有传统方法，提升了观测精度。
2025-03-20 astro-ph.IM
Application of Graph Networks to background rejection in Imaging Air Cherenkov Telescopes
针对成像大气切伦科夫望远镜的强子背景排除难题，提出将探测图像转为图结构、用图卷积网络分类的新算法，性能优于现有机器学习及深度学习方法。
2023-11-07 astro-ph.IM
Zenith angle dependence of the cosmic ray rate as measured with Imaging air-Cherenkov Telescopes
用成像空气切伦科夫望远镜观测到的大范围空气簇射的速率与天顶距有关。这种效应源于观测到的簇射到望远镜的几何距离随着天顶距的增加而增加。本文研究了这如何改变观测图像，以及这如何影响触发率作为天顶距的函数。所讨论的影响包括切伦科夫光产额的变化，在大气中的吸收，光子密度的孔径和图像的大小在焦平面的望远镜。基于一个简单的大气模型和著名的第一性原理的发展广泛的空气簇射，天顶距的依赖关系表示解析。大部分光从簇射芯发射的假设和数学近似允许导出仅用与基础物理学直接关联的三个自由参数很好地描述天顶距依赖性的解析表达式。这表明进一步研究这些拟合参数如何与大气和仪器的属性相关联。利用第一台G-APD切伦科夫望远镜的观测数据，拟合函数与观测数据吻合较好。对于宇宙射线的触发率，所得到的参数与朴素的期望是一致的。
2019-02-11 astro-ph.IM
The IFAE/UAB and LUPM Raman LIDARs for Cherenkov Telescope Array Observatory
切伦科夫望远镜阵列（CTA）是下一代成像大气切伦科夫望远镜。它的灵敏度和能量分辨率在甚高能γ射线天文学中是前所未有的。为了实现这一目标，应将大气条件引起的系统不确定性降至最低。不同的工具可能有助于解释这些不确定性。巴塞罗那IFAE/UAB（分别为Institut de Física d 'Altes Energies和Universitat Autumnoma de Barcelona的缩写）和蒙彼利埃LUPM（蒙彼利埃大学和粒子研究所）小组正在建造拉曼激光雷达，这种装置可以将伽马射线能量重建的系统不确定性从20 $%$降低到5 $%$。拉曼激光雷达的主题，这项工作有同轴1.8米的反射镜与Nd-YAG激光器。液体光导在焦平面处收集光并将其传输到读出系统。我们正在开发一个单色仪，目的是测试两个激光雷达的读出链。该装置由滤光片系统和光电倍增管组成，将用于研究一种特殊的弹性通道。在对系统进行表征之后，我们将建立一个多色仪来收集稀疏拉曼信号，并对其进行优化以减少每一种可能的信号损失。我们报告了激光雷达的发展现状以及不同表征测试的最新结果。
2013-07-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Upgrading and testing the 3D reconstruction of gamma-ray air showers as observed with an array of Imaging Atmospheric Cherenkov telescopes
成像大气切伦科夫望远镜的立体阵列允许在3维中重建伽马射线诱导的簇射，这提供了几个优点：直接获得空间中的簇射参数和直接测量入射能量的量热。此外，考虑到同一阵雨的不同图像之间的相关性。最近在H.E.S.S.的框架内实现了一种基于电磁簇射的简单3D模型的分析方法。实验在本文中，该方法是完成了一个额外的质量标准，它减少了约2倍的扩展源的情况下的背景污染，同时保持伽马射线效率在一个高水平。另一方面，2006年7月耀变体PKS 2155-304的剧烈耀斑，提供了H.E.S.S.几乎纯伽马射线样品的数据，提供了一个独特的机会，精度测试的三维重建方法以及H.E.S.S.校准中使用的模拟。所有3D淋浴参数的分布数据和模拟之间的协议在百分之几的水平。
2009-05-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
The next generation Cherenkov Telescope Array observatory: CTA
切伦科夫望远镜阵列（CTA）是一项大型合作努力，旨在设计和运营一个致力于能量范围为30 GeV-100 TeV的VHE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约一个数量级（H.E.S.S.，MAGIC和VERITAS）。为了实现这种改进的性能，对于CTA的北部和南部站点，将在靠近阵列中心的位置部署四个23米直径的大型望远镜（LST），望远镜间隔约100米。更多的12米中型望远镜（MST，相隔约150米）（约25台）将覆盖更大的区域。南部站点还将包括多达24个主镜直径为9.5米的Schwarzschild-Couder双镜中型望远镜（SCT）。在几TeV以上，切伦科夫光的强度是这样的，即使在光池之外，也可以用比MST小得多的望远镜探测到流星雨。为了在高能量下实现所需的灵敏度，地面上的巨大区域需要由具有约10度的FOV和约0.2度的角分辨率的小尺寸望远镜（SST）覆盖，这使得双镜配置非常有效。SST子阵将由50-70台望远镜组成，镜面面积约5-10平方米，间距约300米，分布在约10平方公里的区域内。我们将专注于基于双镜配置的中小型望远镜光学设计的创新解决方案。这种布局将使我们能够减少望远镜焦平面上相机的尺寸和重量，由于减少了板尺度，采用SiPM作为光探测器，并在宽FOV上具有最佳成像分辨率。
2014-05-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
Estimation of Temporal Muon Signals in Water-Cherenkov Detectors of the Surface Detector of the Pierre Auger Observatory
Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Czech Technical University in Prague, FNSPE（布拉格捷克理工大学FNSPE）；Observatorio Pierre Auger（皮埃尔·奥热天文台）
本文利用循环神经网络估计水切连检测器中缪子信号，以研究超高能宇宙射线的质量组成。
2025-12-12 astro-ph.IM hep-ex
The Discovery of Cherenkov Radiation and its use in the detection of extensive air showers
当高能宇宙射线进入地球大气层时会产生带电粒子的级联：研究这些“广泛的空气簇射”是为了获得1014 eV以上粒子的能谱、到达方向分布和质量组成的信息，在这些信息中，使用气球或卫星携带的仪器进行直接观测变得不切实际。在电磁波谱的可见光和紫外线范围内的光的检测在这项工作中起着关键作用，涉及的两个过程是切伦科夫光的发射和荧光辐射的产生。在本文中，我将概述切伦科夫过程发现的一些历史，并描述它在地面广泛的空气簇射研究中的应用。
2011-01-24 astro-ph.IM physics.hist-ph
