Results from the first missions of the JEM-EUSO program
超高能宇宙射线（UHECR）的起源问题在当代天体粒子物理学中仍然是一个悬而未决的问题。JEM-EUSO方案的目标是实现专门研究UHECR物理学的空间飞行任务。在这一框架内已经开发了几种探测器，或正在开发之中。2013年安装在犹他州望远镜阵列站点的EUSO-TA正在运行。它与位于Black Rock Mesa的望远镜阵列荧光探测器同时探测到9个UHECR。EUSO-气球于2014年8月在平流层气球上飞行。它测量了森林、湖泊和城市的紫外线强度，并证实了激光跟踪再现的类似UHECR事件的观测结果。EUSO-SPB 1于2017年4月24日在一个超压气球上发射，飞行了12天。它证明了望远镜所有子系统的长期功能，并观察了海洋上的紫外线辐射。自2016年4月28日以来，罗蒙诺索夫卫星上的TUS现已被纳入JEM-EUSO计划，并在UHECR探测器模式下探测到了一些有趣的信号。Mini-EUSO在俄罗斯的整合工作已进入最后阶段，计划于8月22日$^{nd}$发射。总结了这些飞行任务迄今取得的主要成果，并将其用于未来的空间探测器，如K-EUSO和POEMMA。
2019-09-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
Physics Goals and Status of JEM-EUSO and its Test Experiments
JEM-EUSO飞行任务旨在通过观测来自空间的空气簇射荧光来探索极端能量宇宙射线的起源。这架超宽视场望远镜从国际空间站向下俯瞰夜空，探测空气簇射发射的紫外光子（荧光和切伦科夫光子）。这种空间探测器提供了一次观测大量大气的绝佳机会，并将在运行几年内实现前所未有的统计数据。目前正在进行几项试验：例如，一个用于观测大气层边缘的荧光背景（EUSO-气球），另一个用于在地面演示用EUSO型望远镜探测空气簇射的能力（EUSO-TA）。本文将简要回顾飞行任务的科学目标，更新仪器的定义、性能和状况，以及测试实验的状况。
2015-04-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
JEM-EUSO experiment for extreme energy cosmic ray observation
计划中的JEM-EUSO（国际空间站日本实验舱上的极端宇宙空间观测站）将测量宇宙射线的能谱，最高可达1000 EeV，并将寻找其来源的方向。它将观测来自空间的高能宇宙射线初级粒子在大气中产生的广泛的空气簇射。望远镜的瞬时孔径将超过最大地面探测器的孔径一个数量级。JEM-EUSO装置是一个直径为2.5米的大型望远镜，配有快速紫外相机。斯洛伐克负责确定影响实验运行效率的紫外背景，并负责分析假触发事件。
2012-12-28 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.space-ph
Search for Ultra High Energy Cosmic Rays from Space -- The JEM-EUSO Program
超高能宇宙射线（UHECR）的起源和性质在当代天体粒子物理学中仍然没有得到解决。要回答这些问题是相当具有挑战性的，因为极低的流量，每公里数$^2$每世纪在极端的能量（即E $>$ 5 $\times$ 10 $^{19}$ eV）。JEM-EUSO计划的中心目标是实现一项致力于UHECR科学的雄心勃勃的天基任务。一个超宽视场望远镜将从太空向下观察夜空，探测大气中UHECR产生的空气簇射发射的紫外光子。JEM-EUSO计划包括从地面（EUSO-TA），平流层气球（EUSO-Balloon，EUSO-SPB 1，EUSO-SPB 2）和空间（TUS，Mini-EUSO）使用荧光探测器的几个任务，以演示从空间进行的UHECR观测，并准备大型任务K-EUSO和POEMMA。我们回顾了与JEM-EUSO计划的开发项目相关的科学目标以及实现这些目标的技术成就。
2019-09-07 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
The Atmospheric Monitoring System of the JEM-EUSO Space Mission
大气监测系统（AMS）是空间探测超高能宇宙射线（UHECR）和极高能宇宙射线（EHECR）任务的必备关键设备。JEM-EUSO有一个专门的大气监测系统，在我们了解望远镜视场（FoV）中的大气状况方面发挥着重要作用。我们的AMS由一个非常具有挑战性的空间红外相机和一个激光雷达设备组成，这些设备完全符合空间资格，以满足这次空间任务的科学要求。AMS将提供JEM-EUSO视场内的云量信息，以及云顶高度测量值（精度为500米）和每个空气簇射方向大气透射率的光学深度剖面图（精度为0.15度，分辨率为500米）。这将确保以优于30\%的一次能量和120 $g/cm^2$的EAS最大发展深度的精度测量原始UHECR的能量和EAS（广泛空气簇射）的最大发展深度，无论是在晴朗的天空中还是在光学厚云层之上的EAS最大发展深度。此外，一个非常新颖的辐射反演技术考虑激光雷达镜头作为校准点，这似乎是最有前途的反演算法正在开发中，推断云顶高度（CTH）的所有类型的云，厚和薄云在JEM-EUSO空间望远镜的视场。
2015-01-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Sources of UHECRs in view of the TUS and JEM-EUSO experiments
超高能宇宙射线（UHECR）的起源是现代宇宙线物理中最令人感兴趣的问题之一。我们简要回顾了它们的起源和即将到来的轨道实验TUS和JEM-EUSO的主要天体物理模型，并讨论了新的数据如何帮助解决长期存在的难题。
2012-09-04 astro-ph.HE
Summary Report of JEM-EUSO Workshop at KICP in Chicago
本文件载有2012年2月22日至24日在芝加哥大学Kavli宇宙物理研究所举行的研讨会的摘要。讲习班的目的是讨论JEM-EUSO飞行任务的物理范围，以及如何最好地为该仪器实施一个全球地面校准系统，以实现揭示最高能量宇宙射线起源的物理目标。
2012-05-28 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.space-ph
Sensitivity of orbiting JEM-EUSO to large-scale cosmic-ray anisotropies
空间观测极能（$\gtrsim 10^{19}$ ~eV）宇宙射线（EECR）相对于地面观测站的两个主要优点是视野扩大，以及轨道观测站几乎具有统一的系统性，覆盖全天。前者保证增加统计，而后者使天空分割成球面谐波。我们已经开始使用球谐技术研究\J \在极能宇宙线天图中对势各向异性的影响。该技术在这里解释，并提出了模拟。各向异性的发现将有助于确定长期寻求的EECR的起源。
2014-01-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
Detection of Ultra-High Energy neutrinos skimming the Earth due to decay of superheavy dark matter at JEM-EUSO
本文从中微子与空气中原子核的相互作用出发，探讨了探测超重暗物质产生的超高能中微子的可能性。为了排除其他标准模型粒子，JEM-EUSO探测到了来自超重暗物质和天体物理学来源的掠过地球的UHE中微子。然后计算了JEM EUSO在不同能量（1 EeV < E < 1 ZeV）下5年内探测到的UHE中微子数。如果能量阈值取为100 EeV，则在这种探测中天体物理中微子污染可以忽略不计。当$O(10^{27})s < τ_ϕ< O(10^{31})s$在JEM-EUSO上时，可能探测到超重暗物质衰变产生的UHE中微子。例如，当$τ_ϕ=O(10^{27})$ s时，JEM EUSO可以在5年内探测到30 EeV的O（$10^4$）UHE中微子事件。如果是这样的话，就有可能证实宇宙中可能存在超重暗物质。
2019-11-19 astro-ph.HE
Sensitivity of JEM-EUSO to GRB Neutrinos
JEM-EUSO是一项通过测量国际空间站高度巨大空气簇射产生的荧光来研究超高能宇宙射线的飞行任务。在倾斜模式下，JEM-EUSO将对来自地球的切连科夫光变得非常敏感，该光在$10^{16-18}$ eV的能量范围内掠过τ中微子。本文将讨论来自附近伽马射线暴（GRB）的高能τ中微子。通过模拟伽玛暴光子场中的级联过程，包括各种强子/轻子过程，我们估计了伽玛暴的中微子流。结果表明，在$10^{16-18}$ eV能量范围内，μ子和π子都是中微子的主要来源.我们讨论了探测来自地球的上升阵雨的切伦科夫光掠过来自一些最近的伽玛暴的τ中微子的可能性。
2009-08-04 astro-ph.HE
Direct detection of Ultra-High Energy WIMPs with a satellite detector like JEM-EUSO
从空气中WIMP与原子核的相互作用考虑了直接探测超高能WIMP的可能性。由于中微子在JEM-EUSO附近的球冠事件中占主导地位，因此在我的工作中忽略了来自该区域的所有事件。然后分别计算了1 PeV < E < 100 EeV的不同能量下JEM EUSO在10年内探测到的UHE WIMP和中微子的数量。如果能量阈值取为20 EeV，则在UHE WIMP的探测中几乎可以排除中微子事件。根据我的估计，在10年内，JEM EUSO可以探测到能量超过20 EeV的O（10-100）UHE WIMP事件。
2019-01-10 astro-ph.HE hep-ex
Sensitivity of the JEM-EUSO telescope to gravity effects in neutrino-induced air showers
我们研究了JEM-EUSO在具有单一额外维度和小曲率度量的Randall-Sundrum（RS）模型的背景下对重力效应的敏感性。正则化Kaluza-Klein引力子在$t$通道中的交换对超高能中微子与核子的非弹性散射截面有贡献。这种效应可以在宇宙中微子与大气核子相互作用引起的深穿透准水平空气簇射中检测到。出于这个原因，我们计算的准水平的空气阵雨在JEM-EUSO天文台的RS模型的两个参数的函数的预期数量。
2015-11-23 astro-ph.HE hep-ph
Photodetection Aspects of JEM-EUSO and Studies of the Ultra-High Energy Cosmic Ray Sky
本文介绍了超高能宇宙线（UHECR）场的研究现状，包括空气簇射物理、UHECR天体物理和实验技术。在UHECR物理学的当前问题被提到，随着在该领域遇到的实验挑战。介绍了空气荧光的物理机制，并详细介绍了JEM-EUSO实验。本论文的主要贡献包括JEM-EUSO光电探测方面的实验研究和UHECR组分和源统计的唯象研究。本文对光电倍增管和单电子计数作了全面的介绍，并详细讨论了光电倍增管效率的测量方法。本文还介绍了一种测量空气荧光产额的实验装置，并对EUSO气球高压电源样机进行了测试。研制了JEM-EUSO光电倍增管的分选装置，包括数据采集硬件的组装、标定和采集分析软件的开发。该系统用于执行EUSO气球焦面的绝对校准，以及PMT像素宽度和死空间的测量。在这项工作的唯象的一部分，它表明，源的最大能量的分布必须考虑，以了解的能量谱和组成的UHECR。还研究了可能对UHECR天空产生贡献的源的数量，发现在100 EeV处，1个源的数量级贡献了超过50%的通量。
2014-06-23 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
JEM-EUSO Science Objectives
国际空间站日本探索舱上的JEM-EUSO被提议作为第一个专门用于UHECR的空间观测站。它位于地球表面上方430公里处的优越位置，加上大视场、创新的光学系统和高效率的焦面，导致前所未有的曝光，大大超过最大的地面天文台。预计质子产生光子π介子的GZK阈值以上的大量事件将允许定向识别单个源并确定其光谱，即，通过粒子通道进行天文学和天体物理学研究。在轻UHECR核的情况下可以实现类似的目标。此外，大气目标体积（$\sim 10^{12}$吨）使中微子观测成为飞行任务的一个亮点。其他探索目标包括探测极端能量伽马射线和研究银河系磁场，以及对地球大气层的全球观测，包括云、夜光、等离子体放电和流星。在这篇文章中，我们将描述JEM-EUSO的科学目标。
2009-09-21 astro-ph.HE
Indirect Probes of Supersymmetry Breaking in the JEM-EUSO Observatory
在本文中，我们提出了间接探测超对称破缺的规模，通过日本实验模块（JEM-EUSO）上的极端宇宙空间天文台的观测。我们考虑的情况下，最轻的超对称粒子是引力子，和下一个最轻的（NLSP）是一个长寿的slepton。我们表明，JEM-EUSO将能够探测NLSP衰变的模型，因此探测低于$5 \times 10^6$ GeV的超对称破缺标度。该观测站的视野将足够大，每年可以探测到几十个事件，这取决于它的能量阈值。这是对先前提议的补充（Albuquerque等人，2004年），其中表明1千米$^3$中微子望远镜可以直接探测这个尺度。NLSP将由地球中高能中微子的相互作用产生。在这里，我们研究了它们随后衰变的情况，无论是在逃离地球后在大气中还是在离开地球之前，产生τ。它们可以被JEM-EUSO探测到，并有两个独特的特征：一是它们在地球上产生，并在大气中向上传播，这允许与大气Taus区分开来，二是由于NLSP总是成对产生，重合Taus将是这些事件的强烈特征。假设中微子通量相当于Waxman-Bahcall极限，我们确定了到达JEM-EUSO视场的NLSP衰变的τ率。
2013-01-10 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Analysis of EAS-like events detected by the Mini-EUSO telescope
本文分析Mini-EUSO探测到的类EAS事件，发现多数可追溯至重复闪烁的地面源，其余非重复事件经模拟排除宇宙线起源并命名为SLT，部分SLT与大气活动相关，验证了天基探测器区分UHECR事件与其他起源事件的能力。
2023-09-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
EUSO-TA ground based fluorescence detector: analysis of the detected events
EUSO-TA是一个地基荧光探测器，用于验证将在空间运行的超高能宇宙射线荧光探测器的设计。EUSO-TA利用JEM-EUSO计划开发的技术探测到了第一次空气簇射事件。它在美国犹他州的望远镜阵列（TA）站点运行。在望远镜阵列的Black Rock Mesa荧光探测器（TA-FDs）提供的外部触发下，EUSO-TA观测到了来自望远镜阵列中央激光设施和JEM-EUSO全球光系统原型等便携式激光器的9个超高能宇宙射线事件和几个激光事件。穿过EUSO-TA视场的宇宙射线事件（EUSO-TA探测到和未探测到的）的重建参数由望远镜阵列协作组提供。由于TA-FD的视场比EUSO-TA大（$\sim$大30倍），因此它们可以根据对大部分广泛的空气簇射轮廓（包括簇射最大值）的观测来重建宇宙线能量，而EUSO-TA只观测到一部分簇射，通常远离最大值。因此，对应于EUSO-TA信号的宇宙射线的能量看起来比实际的能量低。本文讨论了EUSO-TA探测到的宇宙线事件的分析。
2019-09-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
The JEM-EUSO Mission
JEM-EUSO飞行任务探索100 EeV以上极能宇宙射线的起源，并通过观测其到达方向和能量探索基本物理学的极限。它的设计目标是实现大于100万平方千米/年的曝光量，以开辟一条新的粒子天文学通道。这个直径约为2.5米的超宽视场（60度）望远镜从太空向下观察夜空，以探测EECR产生的巨大空气簇射发射的近紫外光子（330- 400 nm，荧光和切伦科夫光子）。包含500多个事件的到达方向图将告诉我们EECR的起源，并允许我们识别已知天体的最近EECR源。这将使他们能够在其他天文频道进行检查。这可能会导致对加速机制的理解，也许会在天体物理学和/或基础物理学中产生发现。空间分辨的单个源之间的能谱的比较将有助于澄清加速/发射机制，并最终确认Greisen-Zatsepin-Kuz'min过程，以验证Lorentz不变性直到γ~10^{11}。中性成分（中微子和伽马射线）也可以被检测到，如果它们的通量足够高。JEM-EUSO飞行任务计划于2015-2016财政年度左右由H2 B火箭发射，并由H2转移飞行器转移到国际空间站。它将附在“KIBO”的暴露设施外部实验平台上。
2011-01-10 astro-ph.HE
Estimation of the exposure for the air shower detection mode of EUSO-SPB1
EUSO-SPB 1是JEM-EUSO（极端宇宙空间观测站联合实验任务）计划的一个球载探路者任务。为期12天的飞行于2017年4月25日从新西兰开始，搭载美国宇航局的超压气球。由于具有探测EeV能量空气簇射的能力，在南太平洋上空约16- 30公里处，使用一台1平方米的双菲涅耳透镜紫外敏感望远镜（配备快速读出电子设备）以空气簇射探测模式进行了约30小时的数据采集。使用各种方法，我们寻找空气簇射事件。到目前为止，还没有发现空气簇射事件。根据空气簇射和探测器模拟以及数值天气预报模型估计了有效照射量，特别是关于云的作用。与假设完全晴朗大气条件的情况相比，无论云的存在与否，超过60%的阵雨都是可探测的。本文的研究成果将应用于后续的JEM-EUSO计划中的寻路器和未来的全尺寸飞行任务。
2019-09-12 astro-ph.HE astro-ph.IM
JEM-EUSO Collaboration contributions to the 38th International Cosmic Ray Conference
JEM-EUSO合作在第38届国际宇宙射线会议中展示了其研究成果和贡献。
2026-01-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Search for Ultra-High Energy WIMPs by detecting neutrino signatures from the earth core
我研究的可能性探测超高能（UHE从现在起）的暗物质粒子（>10 $^8$ GeV）由于超重暗物质的衰变通过检测UHE中微子签名从地核。在JEM-EUSO中，UHE WIMP事件率分别在100 PeV和1 EeV，10 EeV，100 EeV和1 ZeV的能量下进行估计，在IceCube中，UHE WIMP事件率在1 ZeV的能量下进行估计。在JEM-EUSO和IceCube中也粗略估计了弥散中微子污染。我发现在$χ$的质量范围为10 GeV-200 GeV的情况下，JEM EUSO和IceCube可以探测到1 EeV以上的极端能量WIMP。
2018-01-24 astro-ph.HE
The JEM-EUSO Collaboration: Contributions to the 39th International Cosmic Ray Conference (ICRC2025)
JEM-EUSO协作在ICRC2025上提交了论文，展示了其在宇宙射线研究方面的最新成果和贡献。
2026-01-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
Study of the upgraded EUSO-TA performance via simulations
本文通过模拟研究评估升级后EUSO-TA地面荧光探测器在新触发算法和电子学配置下的性能，估计其超高能宇宙线探测极限和预期触发率，并为气球载探测器提供外推依据。
2023-09-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Data Processor of the EUSO-SPB2 Telescopes
本文介绍了EUSO-SPB 2（Extreme Universe Space Observatory on a Super Pressure Balloon，Mission Two）望远镜的数据处理器（DP）。EUSO-SPB2是JEM-EUSO关于超长持续时间气球的科学计划的延续，始于EUSO-SPB1任务。EUSO-SPB2将搭载两台望远镜。一个是荧光望远镜，设计用于通过大气中簇射的紫外荧光发射来探测高能宇宙射线;另一个测量来自较低能量宇宙射线和其他光学背景的直接切伦科夫光发射，用于宇宙成因的τ中微子探测。DP是电子系统的组成部分，为两台望远镜中的每一台进行数据管理和仪器控制。DP控制前端电子设备，通过GPS系统用到达时间和有效载荷位置标记事件，为事件的时间同步提供信号，并测量望远镜的活时间和死时间。此外，它还管理用于数据存储的大容量存储器，并执行内务监控和控制通电和断电序列。由于超压气球可能在空中停留长达100天，因此对电子设备和数据处理的要求非常严格。DP在高海拔的非加压环境中运行，这对散热提出了技术挑战。在本文中，我们描述了系统的主要组成部分和设计开发的新任务。
2019-09-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Measurement of UV light emission of the nighttime Earth by Mini-EUSO for space-based UHECR observations
JEM-EUSO（极端宇宙空间天文台联合实验任务）计划旨在利用宽视场荧光探测器实现超高能宇宙射线（UHECR）观测。来自大气层的紫外光发射，如地球表面的气辉和人为光，是天基UHECR观测的主要背景。Mini-EUSO任务自2019年以来一直在国际空间站（ISS）上运行，这是该计划的第一次天基实验。Mini-EUSO仪器由一个25 cm折射光学器件和光电探测器模块组成，光电探测器模块具有2304像素阵列的多阳极光电倍增管。在国际空间站的最低点窗口上，该仪器能够连续监测约300公里x300公里的区域。在目前的工作中，我们报告的初步结果，测量的紫外光在夜间地球使用的Mini-EUSO数据下行到地面。我们在国际空间站轨道下方绘制了本地和全球的紫外光分布图。还进行了模拟以表征仪器对漫射背景光的响应。我们讨论了这种光对天基UHECR观测和Mini-EUSO科学目标的影响。
2021-12-30 astro-ph.HE astro-ph.IM
A study on UV emission from clouds with Mini-EUSO
Mini-EUSO是位于国际空间站的JEM-EUSO计划的第一个任务。该飞行任务的主要目标之一是，通过利用大气层中广泛空气簇射产生的荧光发射，为今后专门研究空间超高能宇宙射线的大型飞行任务提供宝贵的科学数据。像Mini-EUSO这样的太空任务会经历大气条件的持续变化，包括云的存在。因此，云对天基观测的影响是一个需要研究的重要课题，因为它可能会改变EAS检测的瞬时曝光或降低EAS图像的质量，从而对重建的EAS参数产生影响。为此，JEM-EUSO计划将红外摄像机和激光雷达作为其大气监测系统的一部分。与此同时，如果紫外线相机本身能够检测到云的存在，至少在某些特定条件下，这将是非常有益的。出于这个原因，我们分析了几个案例研究，通过比较像素计数率从迷你EUSO在轨道上的云覆盖（云分数）。这个数量是从全球预报系统（GFS）模型在不同高度水平的迷你EUSO轨迹检索。报告了该分析的结果。
2021-12-22 astro-ph.HE physics.ao-ph
The JEM-EUSO Mission: Status and Prospects in 2011
JEM-EUSO合作对第32届国际宇宙线会议的贡献，北京，2011年8月。
2012-04-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
An evaluation of the exposure in nadir observation of the JEM-EUSO mission
我们评估了国际空间站日本实验舱上的极端宇宙空间天文台JEM-EUSO进行最低点观测期间的曝光量。作为从太空探索极端能量宇宙的任务，JEM-EUSO将监测地球的夜间大气层，记录由超高能宇宙射线引发的大范围空气簇射产生的紫外线轨迹。在目前的工作中，我们讨论了空间观测的特殊性，我们计算的年度曝光在天底观测。这些结果是基于对预期触发孔径和观测占空比的研究，以及对云和不同类型背景光的影响的调查。我们表明，每年的曝光量是约一个数量级高于目前运行的地面观测站。
2013-05-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
EUSO-SPB2 Fluorescence Telescope in-flight performance and preliminary results
本研究介绍了EUSO-SPB2任务中荧光望远镜的构造、预期性能与飞行情况，虽因飞行缩短未实现亚轨道紫外荧光测UHECRs的目标，但为后续POEMMA等卫星任务提供了基础。
2023-08-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
Overview and First Results of EUSO-SPB2
本文概述EUSO-SPB2任务，该任务从太空观测超高能宇宙射线和中微子，利用荧光和切伦科夫望远镜测量，旨在为未来多信使观测提供数据。
2023-08-31 astro-ph.HE 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
Expected performance of the K-EUSO space-based observatory
K-EUSO是JEM-EUSO方案的一项计划飞行任务，用于研究来自空间的超高能宇宙射线，将部署在国际空间站上。K-EUSO天文台由一个宽视场紫外望远镜组成，其目的是探测大气中广泛的空气簇射（EAS）发出的荧光。将以$\sim$ 1-2.5 s的时间分辨率对EAS事件进行采样，以高精度重建整个簇射剖面。由$\sim$ $10^5$独立像素组成的探测器将允许地面上$\sim$ 700 m的空间分辨率。从400公里的高度，K-EUSO将实现大范围的全天空曝光，以采样UHECR光谱的最高能量范围。在这方面的贡献，我们提出了估计的性能的天文台：估计的预期曝光和触发事件率作为能量和事件重建性能的函数，包括分辨率的到达方向和能量的UHECR。
2021-12-21 astro-ph.HE
Mini-EUSO engineering model: tests in open-sky condition
Mini-EUSO是一个紫外线望远镜，将在国际空间站上向下观察地球大气层。通过设计属于JEM-EUSO方案的超高能宇宙射线荧光探测器，它将通过观测瞬变发光事件、精灵和闪电等大气现象以及来自地球的流星和生物发光，绘制第一幅地球紫外线图。从地面发射的激光产生的漫射光，模拟了氮分子在大范围空气簇射穿过大气层时发出的荧光，可以用来验证这种探测器观测超高能宇宙射线的能力。为了验证为Mini-EUSO开发的电子设备和触发算法，已经建造了一个缩小版的望远镜，其焦面为原始焦面的1：9，透镜直径为2.5厘米。对Mini-EUSO工程模型进行了实验室试验和露天试验。在本文中，我们报告的观测结果的夜空，其中包括检测的恒星，流星，行星和火箭的身体反射太阳光。还报告了观察城市灯光的有趣结果。
2019-09-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
Neutrino Target-of-Opportunity Sky Coverage and Scheduler for EUSO-SPB2
本文介绍了EUSO-SPB2任务的高能中微子临时目标观测天区覆盖与调度软件，通过气球轨迹与天体约束优化切伦科夫望远镜指向，以探测掠地中微子产生的上行大气簇射。
2023-10-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Prospects of detecting a large-scale anisotropy of ultra-high-energy cosmic rays from a nearby source with the K-EUSO orbital telescope
KLYPVE-EUSO（K-EUSO）是计划中的超高能宇宙射线轨道探测器，将部署在国际空间站上。预计K-EUSO在天球上的照射量是均匀的，在两年的飞行任务中，在57 EeV以上的能量下记录120至500个UHECR。我们采用TransportCR和CRPropa 3软件包来估计用K-EUSO探测来自附近源的超高能宇宙射线的大尺度各向异性的前景。附近的活动星系核半人马座A、M82、NGC 253、M87和天炉座A被认为是UHECR的可能来源。为了确定性，选择了Kachelriess、Kalashev、Ostapchenko和Semikoz（2017）提出的河外宇宙射线和中微子的极小模型。我们证明，观察$\gtrsim300$事件将允许检测一个大规模的各向异性提供的分数从源事件是$\simeq$ 10- 15%，取决于一个特定的源具有高的置信水平。阈值分数随着样本量的增加而减小。我们还讨论了如果一个overdensity起源于附近的源可以观察到在脚踝周围的情况下，发现一个类似的各向异性超过57 EeV。结果是通用的，并为其他未来的实验与均匀曝光的天球。
2019-08-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
Using the Cherenkov Telescope onboard EUSO-SPB2 for Target of Opportunity searches of very high energy neutrino sources
针对EUSO-SPB2短暂任务期间的切伦科夫望远镜观测，本文介绍其甚高能中微子源ToO搜索项目、配套调度工具与流量上限结果，验证了近空间气球开展此类观测的可行性。
2025-11-13 astro-ph.HE
Extreme high energy proton-gamma discrimination from space observations
最高能量的宇宙射线的来源仍然是未知的。目前，主要的不确定性位于$\sim 10^{19.5}$ eV以上的能量，这是GZK抑制的预期开始。这主要是由于可用的统计数据很少，这一问题将由即将到来的轨道探测器（如JEM-EUSO）以前所未有的方式解决。极高能光子的探测对于理解这种极高能宇宙射线（EECR）的起源具有重要意义，因为它包含着大量的天体物理信息。然而，它们的区分对于当前和未来的宇宙射线探测器来说是一个实验挑战。在这项工作中，我们研究的统计分离强子和光子簇射从空间观测的能量，Landau-Pomeranchuk-Migdal（LPM）效应和磁层相互作用是重要的级联的发展。我们的分析的基础上的$X_{max}$参数，这已经是一个众所周知的组成判别参数地面荧光观测站。我们的分析一般适用于轨道探测器。尽管如此，我们通过估计积分通量中光子分数的一般上限来验证我们的技术的实际利用，该上限可由具有类似于JEM-EUSO的特性的理想轨道探测器实现。在这个过程中，我们描述了由此产生的不对称性的光子强子的歧视效率在银河系坐标。
2011-02-14 astro-ph.HE
JEM-EUSO Collaboration contributions to the 37th International Cosmic Ray Conference
JEM-EUSO协作在第37届国际宇宙射线会议中展示了其研究成果和贡献。
2026-01-20 astro-ph.HE
Contributions to the 36th International Cosmic Ray Conference (ICRC 2019) of the JEM-EUSO Collaboration
JEM-EUSO协作组织在2019年7月24日至8月1日于威斯康星州麦迪逊举行的第36届国际宇宙线大会（ICRC）上提交的论文汇编。
2019-12-18 astro-ph.HE
The Mini-EUSO telescope on board the International Space Station: Launch and first results
Mini-EUSO是2019年在国际空间站上发射的望远镜，目前位于空间站的俄罗斯部分。这次飞行任务的主要科学目标是寻找核质和奇异夸克物质，研究大气现象，如瞬变发光事件、流星和流星体，观测海洋生物发光现象，以及观测人造地球卫星和人造空间碎片。它还能够观测能量超过10 $^{21}$ eV的超高能宇宙射线产生的广泛空气簇射，并探测地面激光产生的人工簇射。Mini-EUSO可以在紫外线范围（290 - 430纳米）内绘制夜间地球的地图，空间分辨率约为6.3公里，时间分辨率为2.5 $μ$秒，通过俄罗斯Zvezda舱中面向天底的紫外线透明窗口观测我们的星球。该仪器于2019年8月22日从拜科努尔航天器发射场发射，基于采用两个菲涅耳透镜的光学系统和由36个多阳极光电倍增管组成的焦面，每个64个通道，共2304个通道，具有单光子计数灵敏度和44个$^{\circ}$的总视场。Mini-EUSO还包含两个辅助相机，以补充近红外和可见光范围内的测量。在本文中，我们描述了探测器，并提出了在第一年的操作中观察到的各种现象。
2022-01-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Studying individual UHECR sources with high statistics
JEM-EUSO任务的主要影响之一将来自其前所未有的曝光。这一特征首次在该领域创造了研究单个UHECR源的可能性。然而，源的固有特性和注入机制，以及干预磁场的存在，提出了挑战，以确定孤立的源和提取其相关的光谱信息的数据。我们在这里讨论这些方面的定量方式，并给出了在这方面可以实现在不同的天体物理方案的概述。
2009-09-21 astro-ph.HE
Development of a cosmic ray oriented trigger for the fluorescence telescope on EUSO-SPB2
超压气球2号上的极端宇宙空间观测站（EUSO-SPB 2）正在筹备中，其目的是利用光学技术对来自近空间的超高能宇宙射线进行首次观测。EUSO-SPB 2将为未来的卫星飞行任务提供原型仪器，包括极端多信使天体物理学探测器和K-EUSO。有效载荷将包括两个望远镜。第一个是正在开发的切伦科夫望远镜（CT），以量化未来在肢体以下的甚高能量（E>10 PeV）天体物理中微子观测的背景，第二个是正在开发的荧光望远镜（FT），用于检测UHECR。FT将包括一个施密特望远镜和一个6192像素的紫外相机，积分时间为1.05微秒。FT数据采集过程的第一步是硬件级触发，以决定记录哪些数据。为了最大限度地提高数量的UHECR诱导广泛的空气簇射（EAS），可以检测到的，一种新的触发算法已经开发的复杂性和检测器的局限性的基础上。触发器的预期性能已通过模拟进行了表征，有待硬件验证，表明EUSO-SPB 2处于有利地位，可以尝试通过光学技术对UHECR进行首次近空间观测。
2022-10-07 astro-ph.HE
Anisotropy expectations for ultra-high-energy cosmic rays with future high statistics experiments
UHECR由于其具有挑战性的高能量以及其在宇宙中最具能量的来源中约束物理过程和天体物理参数的潜在价值而吸引了很多关注。目前的探测器未能探测到显著的各向异性，而这些各向异性本来是可以用来识别震源的。关于UHECR成分的一些迹象表明，在最高能量下可能会变得更重，甚至质疑这样一个目标能否很快实现。我们调查了新一代探测器的潜在价值，具有10倍的曝光量，以克服目前的情况，并在各向异性的检测，从而在UHECR的研究取得重大进展。我们以JEM-EUSO的预期性能为例，假设全天空覆盖均匀，总曝光量为300，000平方公里。我们模拟现实的UHECR天空地图的广泛的可能的天体物理的情况下允许的电流约束，考虑到能量损失和光解的UHECR，以及它们的偏转磁场。这些天空图，建立了预期的统计JEM-EUSO以及目前的俄歇统计，作为参考，从他们的内在各向异性的角度进行了分析，使用两点关联函数。统计研究所产生的各向异性进行每个天体物理的情况下，不同的UHECR源的组成和光谱以及源密度。我们发现，显着的各向异性，预计将被检测到的下一代UHECR探测器，基本上所有的天体物理研究的情况下，并给出精确的，定量的意义，这一声明。我们的研究结果表明，一个数量级的曝光增益将作出显着的差异相比，现有的探测器。
2014-01-06 astro-ph.HE
On the possibility of neutrino flavor identification at the highest energies
高能天体物理中微子携带着有关宇宙射线起源和传播的信息。它们可能是源中宇宙射线相互作用的副产品，也可能是这些高能粒子在星系际介质中传播的副产品。在这种高能量流中确定中微子的味道成分是很重要的，因为它提供了一个独特的机会来探索我们对伽马因子>10^21的中微子味道振荡的理解。在这项工作中，我们开发了一种新的统计技术来研究入射中微子通量的味道组成，这是基于非常深的电子和τ中微子水平空气簇射的纵向剖面的多峰结构。虽然这些纵向剖面可以通过放置在地球表面的荧光望远镜观测到，但轨道探测器更适合中微子观测，因为它们的孔径要大得多。因此，我们专注于中微子光谱的高能量区域，与轨道探测器（如计划中的JEM-EUSO望远镜）的观测相关。
2012-11-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
Detection of ultra-high energy cosmic ray showers with a single-pixel fluorescence telescope
我们提出了一个概念，大面积，低成本的超高能宇宙射线（UHECR）的单像素望远镜（FAST）的荧光探测器阵列的检测，解决下一代的UHECR实验的要求。在FAST设计中，大视场由反射镜或菲涅耳透镜的焦平面处的几个像素覆盖。我们报告的第一个结果的FAST原型安装在望远镜阵列网站，包括一个单一的200毫米光电倍增管在焦平面的1米$^2$菲涅尔透镜系统采取的原型的JEM-EUSO实验。FAST原型在19个夜晚进行了数据采集，显示出卓越的运行稳定性。我们在几公里的距离上探测到了激光发射，以及16个非常重要的UHECR阵雨候选者。
2015-10-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
EUSO-SPB1 Mission and Science
本文回顾EUSO-SPB1气球任务，其目标是在亚轨道高度首次观测超高能宇宙线广延大气簇射，但飞行提前终止且未探测到信号。
2024-01-12 astro-ph.HE astro-ph.IM
Neutrino Target-of-Opportunity Observations with Space-based and Suborbital Optical Cherenkov Detectors
能够达到超高能量的宇宙射线加速器预计也会通过源或其周围环境中的强子相互作用产生非常高能量的中微子。许多候选的天体物理源类要么是瞬变的性质或表现出耀斑活动。使用地球作为中微子转换器，POEMMA和EUSO-SPB 2等亚轨道和天基光学切伦科夫探测器将能够探测到由能量为$\sim 10$ PeV及以上的宇宙τ中微子产生的衰变τ轻子引起的向上移动的广泛空气簇射。EUSO-SPB 2和POEMMA都将能够快速重新定位，从而对天体物理瞬态事件做出快速反应。我们计算了EUSO-SPB 2和POEMMA的瞬态灵敏度和天空覆盖率，考虑了太阳和月球对观测时间的限制。我们还计算了两个探测器的中微子视界的各种建模天体物理中微子注量。我们发现，无论是EUSO-SPB 2和POEMMA将实现瞬态灵敏度在模拟中微子注量附近的来源的水平。最后，我们讨论的前景，每个任务检测至少一个瞬态事件的各种建模天体物理中微子源。
2022-06-06 astro-ph.HE
Silicon Photomultipliers for Orbital Ultra High Energy Cosmic Ray Observation
硅光电倍增器基本单元附加相机（SiECA）的发展提供了关于将SiPM用于未来宇宙射线探测系统的广泛信息。我们提出了传感器读出开发的技术方面，利用由Xilinx FPGA控制的Weeroc的Citiroc ASIC芯片来处理和封装来自四个64通道Hamamatsu MPPC S13361阵列的事件，生成128帧事件，积分时间为2.5ms（参数基于JEM-EUSO几何形状，但可以很容易地调整）。凭借单光子计数能力，SiECA证明SiPM是未来设备中取代多阳极光电倍增管的可行传感器，特别是当高亮度曝光可能对基于MAPMT的系统造成潜在损害时。补充的技术方面，计算和分析方法的传感器阵列表征和深度设备平场。与使用MAPMT的均匀偏置相比，通过通道提供通道偏置，使用MPPC阵列的操作参数的微调允许检测器和信号均匀性的实质性改进。
2019-08-24 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Past, Present and Future of UHECR Observations
超高能宇宙射线（UHECR）的研究在过去的二十年中取得了很大的进展。其中包括发现了5 x 10^19 eV附近的光谱截止值和较低能量下的复杂结构，以及关于宇宙射线的组成作为能量函数的越来越精确的信息。技术上的重大改进，包括广泛的表面探测器阵列和高分辨率空气荧光探测器，有助于促进这一进展。我们讨论了该领域的现状，包括有关光谱结构的性质，与我们理解的组成相关的系统问题，以及最高能量下各向异性的新证据。我们审查的前景升级和未来的天文台，包括望远镜阵列，皮埃尔俄歇和JEM-EUSO和其他空间为基础的建议，并讨论有前途的新技术的基础上，从广泛的空气阵雨产生的UHECR无线电发射。
2017-04-04 astro-ph.HE
Estimation of the exposure of the TUS space-based cosmic ray observatory
TUS天文台是第一个旨在探测超高能宇宙射线的轨道探测器。它于2016年4月28日从俄罗斯的东方发射场发射，并一直运行到2017年12月。它以0.8~ $μ$ s的时间分辨率收集$\sim80,000$事件。宇宙射线研究中需要确定的一个基本参数是实验的曝光量。该参数对于估计作为能量的函数的平均预期事件率以及在事件检测的情况下计算绝对通量是重要的。在这里，我们提出了一项研究的结果，旨在计算TUS在其任务期间积累的曝光。云，探测器死时间，人工源，风暴，闪电放电，气辉和月相的作用进行了详细研究。提供了暴露估计及其地理分布。我们报告的应用技术和本研究的角度来看，未来的任务的JEM-EUSO计划。
2021-12-21 astro-ph.HE
The Extreme Universe Observatory on a Super-Pressure Balloon II: Mission, Payload, and Flight
本文介绍 EUSO-SPB2 探路者任务，旨在验证空间观测 UHECR 荧光和 PeV 宇宙线切伦科夫光技术，虽飞行短暂，仍成功调试仪器并记录候选事件。
2025-05-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
Development of neutrino initiated cascades at mid and high altitudes in the atmosphere
中微子是一种非常有前途的信使，能量在几十EeV以上。它们可以通过几个渠道产生，即作为强子相互作用的副产品在源，作为超大质量粒子衰变的主要产品，并在一定程度上，作为UHECR通过微波遗迹光子浴传播的结果。JEM-EUSO任务是一个主要例子，一个非常大曝光空间观测站的新时代即将到来，有了它，在最高能量下进行天体物理中微子探测的可能性就更大了。在目前的工作中，我们使用的PYTHIA相互作用代码与CONEX淋浴模拟包的组合，以产生快速的一维模拟中微子在空气中引发的淋浴。我们详细研究了相应的纵向剖面的结构，但我们的物理分析主要集中在中高海拔地区阵雨的发展上，在那里它们可以成为空间荧光观测站的一个有趣的目标。
2009-09-07 astro-ph.HE
