Time Calibration of the Radio Air Shower Array LOPES
LOPES是由30个校准偶极天线组成的数字读出天线阵列。它位于卡尔斯鲁厄研究中心的KASCADE-Grande实验场地，测量40至80兆赫频带内宇宙射线空气簇射的无线电发射。LOPES由KASCADE触发，并使用KASCADE重建的簇射轴作为分析无线电脉冲的输入。因此，当所有天线的信号被数字合并以形成进入簇射方向的波束时，LOPES作为干涉仪工作。为了对无线电信号的相干性敏感，需要精确到1 ns量级的精确时间校准。因此，有必要知道每个天线的延迟，这是时间和频率相关的。在分析中进行几次校准测量以纠正这种延迟：通过记录在已知时间发射的测试脉冲，定期测量每个天线的群延迟（大约每年一次）。此外，通过所谓的相位校准方法连续监测延迟：信标（偶极天线）连续发射63.5 MHz和68.1 MHz的两个正弦波。由此，可以在无线电事件的后续分析中将延迟的变化检测为这些频率处的相位的变化。最后，模拟电子器件的色散已被测量，以考虑延迟的频率依赖性。
2009-07-17 astro-ph.HE astro-ph.IM
LOPES-3D, an antenna array for full signal detection of air-shower radio emission
为了更好地了解大面积空气簇射发射的无线电信号，并进一步发展高能宇宙射线的无线电探测技术，LOPES实验被改装为LOPES-3D。LOPES-3D能够测量宇宙射线空气簇射的无线电发射的电场的所有三个矢量分量。对垂直分量的额外测量应该会提高方向和能量等初级宇宙线参数的重建精度，提高对倾斜簇射的灵敏度，并将有助于验证大气中发射机制的模拟。LOPES-3D将评估矢量测量在大规模应用中的可行性。为了直接测量所有三个电场分量，部署了定制的天线类型（三极）。天线类型的变化需要新的前置放大器和整体重新校准。给出了系统的重构和标定过程，并证明了LOPES-3D的可操作性。
2013-03-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
Final results of the LOPES radio interferometer for cosmic-ray air showers
LOPES是LOFAR原型站，是2003 - 2013年在卡斯卡德-格兰德实验范围内运行的宇宙射线空气簇射天线阵列。同时，分析工作也已完成，LOPES观测到的空气簇射事件数据已在KASCADE宇宙线数据中心（KCDC）开放获取。本文旨在提供一个总结的成就，结果和经验教训，从LOPES。通过数字干涉波束形成，在卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的无线电嘈杂环境中探测空气簇射成为可能。作为原型实验，LOPES测试了几种天线类型，阵列配置和校准技术，并开创了用于重建最重要的淋浴参数的分析方法，即，到达方向，能量，和质量相关的可观测量，如簇射极大值的位置。除了回顾和更新以前发表的结果，我们还提出了新的结果的基础上，包括所有已知的仪器性能的端到端的模拟。为此，我们将探测器响应应用于使用Corsika的CoREAS扩展模拟的无线电信号，并以与测量数据相同的方式对其进行分析。因此，我们能够比以前更准确地研究检测器的性能，包括一些以前无法访问的功能，如噪声对干涉互相关光束的影响。这些结果导致了几个改进，这是记录在本文中，可以提供有用的输入，为未来的宇宙射线实验的设计基础上的数字无线电探测技术。
2021-02-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
Investigation of the radio wavefront of air showers with LOPES measurements and CoREAS simulations (ARENA 2014)
利用LOPES观测和COREAS模拟研究了宇宙线空气簇射的射电波前：波前近似为双曲线形，其陡度对簇射极大值敏感。在这项研究中，我们使用了316个事件的能量高于0.1 EeV和天顶距低于$45^\circ$测量的LOPES实验。LOPES是一个数字无线电干涉仪，由30个天线组成，面积约为200米x200米，海拔110米。由KASCADE-Grande触发，LOPES测量了43和74 MHz之间的无线电发射，我们的分析可能只适用于这种情况。此外，我们使用了为每个事件进行的CoREAS模拟，这些模拟显示了比高背景测量更清晰的结果。我们的结果的详细描述可在我们最近发表在JCAP 09（2014）025上的论文中获得。本程序包含一个概要，并侧重于一些其他方面，例如，波阵面的不对称性：根据CoREAS模拟，波阵面略微不对称，但比无线电振幅的横向分布弱得多。
2015-07-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
Reconstruction of the energy and depth of maximum of cosmic-ray air-showers from LOPES radio measurements
LOPES是位于德国卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的数字无线电干涉仪，它测量与KASCADE-Grande一致的MHz频率的广泛空气簇射的无线电发射。在这篇文章中，我们探讨了一种方法（斜率法），利用测量的无线电横向分布的斜率重建的主要属性的宇宙射线。首先，我们在纯模拟的基础上对该方法进行了研究。其次，我们直接将斜率法应用于LOPES测量。应用斜率法进行模拟，我们得到重建的能量和簇射最大深度Xmax的不确定性分别为13%和50 g/cm ^2。将其应用于LOPES测量，我们能够重建单个事件的能量和Xmax，其精度上限为初级能量的20-25%和Xmax的95 g/cm ^2，尽管在LOPES站点存在强烈的人为噪声。
2014-08-11 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
LOPES 3D -- studies on the benefits of EAS-radio measurements with vertically aligned antennas
LOPES实验是在德国卡尔斯鲁厄现有的空气簇射阵列KASCADE-Grande上建造的无线电干涉仪。LOPES的最后一种配置被称为LOPES 3D，由十个三极天线组成。这些天线中的每一个都由三个交叉的偶极子组成，东西向，南北向，垂直排列。有了这个，LOPES 3D有独特的可能性来研究在良好理解和校准的粒子探测器阵列KASCADE-Grande的环境中使用垂直对齐天线进行测量的好处。利用三个空间重合天线的测量允许电场矢量的冗余重建。开发和测试了几种利用冗余的方法。此外，在LOPES中，第一次可以研究偏振和方向相关的背景噪声。使用LOPES 3D可以证明，当包括垂直排列天线的测量时，无线电探测对于倾斜簇射达到更高的效率，并且垂直分量对于倾斜簇射的测量变得更加重要。在这篇文章中，我们讨论了三个冗余重建电场矢量的最佳组合的加权方案。此外，我们讨论了这些加权方案的影响，重建空气淋浴使用无线电方法的能力。我们展示了倾斜阵雨的无线电效率的估计，重点是垂直排列的天线测量的好处，我们提出了在不同的极化方向相关的噪声。
2022-08-31 astro-ph.HE astro-ph.IM
Cosmic Ray Measurements with LOPES: Status and Recent Results (ARENA 2012)
LOPES是德国卡尔斯鲁厄理工学院的一个数字天线阵列，用于宇宙射线气簇测量。LOPES由位于同一地点的KASCADE-Grande空气簇射阵列触发，通过数字无线电干涉测量法检测空气簇射的无线电发射。我们总结了LOPES的现状和最近的结果。特别是，我们提出了一个更新的重建的基础上的近500个事件以上100 PeV的初级粒子的属性。使用LOPES，可以以至少0.65°的精度重建到达方向，并且以至少20%的精度重建能量，然而，这不包括绝对能量尺度上的系统不确定性。对于许多粒子和天体物理学问题来说，重建簇射最大值的大气深度Xmax是很重要的，因为它可以提供关于初级粒子类型及其与大气相互作用的信息。最近，我们发现的实验证据表明，无线电横向分布的斜率确实是敏感的纵向发展的空气淋浴，但不幸的是，Xmax精度在LOPES是有限的高水平的人为无线电背景。尽管如此，开发的方法可以转移到下一代实验具有较低的背景，这应该提供一个Xmax精度竞争其他检测技术。
2013-01-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
Investigation on the energy and mass composition of cosmic rays using LOPES radio data
本文利用射电横向分布函数的特点，探讨了对质量成分的敏感性以及对一次粒子能量的重构。为了分析的目的，用最新的CoREAS无线电模拟代码再现了LOPES实验测量的一组事件。基于模拟预测，开发了一种利用无线电横向分布函数的斜率的方法（斜率法），并直接应用于测量。因此，提出了利用无线电数据重建宇宙线空气簇射的簇射最大值的能量和深度并实现相对较小的不确定性的可能性。
2013-09-10 astro-ph.HE
Air showers, hadronic models, and muon production
研究了超高能宇宙射线引发的扩展空气簇射发展过程中μ介子产生的一些特征。利用最新版本的AIRES空气簇射模拟系统，我们分析和讨论了观测到的实验测量和模拟数据之间的差异。
2019-04-26 astro-ph.HE
Improved absolute calibration of LOPES measurements and its impact on the comparison with REAS 3.11 and CoREAS simulations
LOPES是一个数字天线阵列，用于探测宇宙射线空气簇射的无线电发射。使用外部商业参考源完成测量的绝对幅度标度的校准，该参考源发射具有定义幅度的频率梳。最近，我们得到了改进的参考值的参考源，这显着改变了绝对校准的LOPES的制造商。我们重新分析了以前发表的LOPES测量，研究了改变校准的影响。主要影响是LOPES振幅标度整体降低了$2.6 \pm 0.2$，影响了所有先前公布的电场强度测量值。这导致发表在Astroparticle Physics 50-52（2013）76-91的论文“Comparing LOPES measurements of air-shower radio emission with REAS 3.11 and CoREAS simulations”的结论发生重大变化：经过修订的校准，LOPES测量现在与CoREAS模拟兼容，但与REAS 3.11模拟紧张。由于CoREAS是最新版本的模拟代码，结合了当前关于空气簇射无线电发射的知识，这一新结果表明，当前模拟的绝对振幅预测现在与实验数据一致。
2015-12-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Search for Neutrino Generated Air Shower Candidates with Energy More than 5$\cdot$10$^{18}$ eV and Zenith Angle $θ$ $\geq$ 50$^\circ$
由于物质的物理性质，中微子空气簇射可以在大气的任何部分形成。一般来说，中微子产生的空气簇射是高度倾斜的，形成于近地面，即年轻簇射。因此，在这种空气簇射的信号中应该预期大量峰值[1，2，3]。我们工作的目标是寻找中微子产生的空气簇射候选者。为此，我们分析了来自具有不同面积和能量阈值的闪烁探测器的大量数据[1，2]。对雅库茨克阵列数据的初步分析表明，中微子没有产生空气簇射，但这并不意味着这种空气簇射不存在。这将需要进一步分析高度倾斜的阵雨。为了做到这一点，需要改进记录和处理空气簇射的方法。
2016-12-28 astro-ph.HE
SELFAS2 : radio emission from cosmic ray air showers. Effect of realistic air refractive index
使用模拟代码SELFAS2，我们提出的预测广泛的空气簇射（EAS）在其发展过程中在大气中发射的无线电信号。来自空气簇射的MHz范围的无线电发射是两种机制的叠加：由于地球磁场中电子和正电子的系统相反漂移引起的横向电流的变化和由于簇射锋中过量电子引起的过量电荷的变化。在本文中，我们特别强调现实的空气折射率对SELFAS2预测的无线电信号的影响。
2012-12-06 astro-ph.HE
Atmospheric multiple scattering of fluorescence and Cherenkov light emitted by extensive air showers
由空气簇射发射的光的大气光的散射不仅衰减来自簇射的直接荧光，而且有助于观察到的簇射光。到目前为止，在对观测到的空气簇射光学图像进行常规分析时，只考虑了直接和单散射的切伦科夫光子。本文提出了一种计算多次散射光对光学空气簇射图像贡献的蒙特卡罗方法，并给出了模拟结果和散射光对测量的簇射信号贡献的参数化。
2009-04-21 astro-ph.HE
Analysis of Longitudinal Air Shower Profiles measured by the Pierre Auger Observatory
我们描述了由皮埃尔·俄歇天文台的荧光探测器测量的纵向空气簇射剖面的分析，并给出了能量大于10^18 eV的大范围空气簇射的最大深度Xmax的测量结果。测得的能量演化的平均值的Xmax和它的波动进行比较，不同的初级粒子的空气簇射模拟。
2011-03-30 astro-ph.HE
What the radio signal tells about the cosmic-ray air shower
本文简要地概述了宇宙线引起的空气簇射的射电辐射物理。它将表明，在不同的距离从簇射轴的无线电信号提供了补充信息的纵向簇射演化，特别是早期的部分，和簇射核心中的电子分布。这补充了从表面，荧光和μ子探测器获得的信息，并且在获得空气簇射的全面图像方面非常有用。
2012-07-08 astro-ph.HE
Test of hadronic interaction models with air shower data
高能强子相互作用的描述在（天体物理）解释气簇数据中起着重要的作用。对于空气簇射的发展（能量和运动学范围）重要的参数空间远远超出了今天的加速器能力。因此，精确测量的空气簇射被用来约束现代模型来描述高能强子相互作用。所获得的结果是在加速器上获得的信息的补充，并增加了我们对高能强子相互作用的理解。
2009-10-28 astro-ph.HE
The Greisen Function and its Ability to Describe Air-Shower Profiles
本文探讨了Greisen函数描述空气簇射纵向轮廓的能力，证明其适用于强子簇射，并提出利用该函数的轮廓形状鉴别强子与光子的新方法。
2023-06-26 astro-ph.HE
Measurement of radio emission from extensive air showers
天体粒子物理学的一个新的有希望的发展是测量广泛的空气簇射的无线电发射。级联中的粒子发射同步辐射（30 - 90 MHz），其用偶极天线阵列检测。最近的实验工作进行了讨论。
2009-10-12 astro-ph.HE
Sensitivity of Extensive Air Showers to Features of Hadronic Interactions at Ultra-High Energies
我们研究了广泛的空气簇射发展的依赖性的第一强子相互作用在超高能量发生在启动阶段的空气簇射级联。标准空气簇射观测值的解释取决于这些相互作用的特性。因此，目前很难从对空气簇射数据的分析中得出确定的结论，例如关于初级宇宙射线质量组成的结论。另一方面，一个已知的初级质量组成将使我们能够研究强子相互作用的质心能量远高于范围内，是可以访问的加速器测量。
2009-06-02 astro-ph.HE
Universality of electron-positron distributions in extensive air showers
利用大量模拟的大尺度大气簇射，我们研究了极高能宇宙线大气簇射中电子和正电子分布的普适性特征。大多数粒子分布仅取决于簇射最大值的深度和在该深度处级联中的粒子数。我们提供了多维参数化的粒子能量，垂直和水平的动量角，横向距离，和时间分布的簇射阵面的电子-正电子分布。这些参数化可以用来获得现实的电子-正电子分布在广泛的空气簇射的数据分析和模拟切伦科夫辐射，荧光信号，和无线电发射。
2009-02-03 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
Proton-air interactions at ultra-high energies in muon-depleted air showers with different depths
本文研究超高能质子-空气相互作用中中性π介子能谱硬度，发现参数Λ_μ随簇射极大深度X_max演化，并证明当前探测器可达到区分强子相互作用模型所需的统计精度。
2024-11-25 astro-ph.HE
Comparison of LOPES data and CoREAS simulations using a full detector simulation (ICRC2013)
德国卡尔斯鲁厄理工学院的LOPES实验已经测量空气簇射的无线电发射近10年。为了更好地了解排放过程，有必要将数据与模拟进行详细比较。这是可能的，使用新开发的探测器模拟，包括所有LOPES探测器组件。在通过该完整检测器模拟传播模拟事件之后，写入类似于标准LOPES的事件文件。LOPES数据和COREAS模拟可以被同等对待，相同的分析软件可以应用于两者。这提供了直接比较数据和模拟的机会。此外，标准分析软件可以用于模拟，从而可以检查空气簇射参数重建的准确性。我们指出的优点，并提出使用这样一个完整的LOPES探测器模拟的第一个结果。LOPES数据和Monte Carlo代码CoREAS的基础上使用这种探测器模拟分析的比较。
2013-08-12 astro-ph.HE astro-ph.IM
Disentangling the Air Shower Components Using Scintillation and Water Cherenkov Detectors
我们考虑一个地面阵列的闪烁和水切伦科夫探测器的目的是确定μ子含量的空气簇射。这两种类型的探测器对空气簇射的成分的不同响应特性提供了一种推断它们的相对贡献的方法。我们使用一个详细的模拟来估计参数的影响，如闪烁探测器的大小，在确定的μ子组件的大小。
2012-08-10 astro-ph.HE
Prospects for determining air shower characteristics through geosynchrotron emission arrival times
使用模拟的地球同步辐射从广泛的空气淋浴，我们提出了一个关系的形状的地球同步辐射前的观察者的距离最大的空气淋浴。通过分析无线电脉冲在几个无线电天线在一个空气簇射阵列的相对到达时间，这个关系可以用来估计深度的最大的广泛的空气簇射，如果它的影响位置是已知的，允许估计初级粒子的种类。反之亦然，如果有最大深度的外部估计，则该关系提供了对簇射核心的撞击位置的估计。在实际情况下，当到簇射核的距离不超过7 km时，该方法提供的重建不确定性降至30 g/cm ^2。该方法要求高精度地知道波达方向。
2010-04-05 astro-ph.HE
Measurements of the Cosmic Ray Composition with Air Shower Experiments
在本文中，我们审查的空气簇射数据有关的质量组成的宇宙射线以上10 $^{15}$ eV。在解释了空气簇射观测值与宇宙射线的初始质量和能量之间的基本关系之后，我们介绍了用表面探测器研究宇宙射线成分的不同方法和结果。此外，我们还讨论了非成像切伦科夫探测器和荧光望远镜的空气簇射的纵向发展的测量。这些实验结果的解释，在初级质量是非常容易受到理论的不确定性的强子相互作用的空气簇射。然而，我们试图计算对数质量的数据使用不同的强子相互作用模型，并研究其能量依赖性从10 $^{15}$到10 $^{20}$ eV。
2012-02-19 astro-ph.HE
Update on the Combined Analysis of Muon Measurements from Nine Air Shower Experiments
在过去的二十年里，各种实验已经测量了大量空气簇射中的μ子密度，其数量级超过了初级能量的几个数量级。虽然一些实验观察到模拟和实验测量的空气簇射之间的μ子密度差异，但其他实验报告没有差异。我们将提出一个更新的荟萃分析的μ子测量从9个空气簇射实验，包括簇射能量之间的几个PeV和几十个EeV和μ子的阈值能量从几个100兆电子伏到约10 GeV。为了比较不同实验的测量结果，对它们的能量尺度进行了交叉校准，并使用基于空气簇射模拟的通用参考尺度对实验数据进行了比较。超过10 PeV，我们发现一个μ子过剩相对于所有强子相互作用模型，这是增加淋浴能量的模拟。对于EPOS-LHC和QGSJet-II.04，在不同的实验不确定性假设下，详细分析了斜率增加的显著性。
2021-08-20 astro-ph.HE
Status of Air Shower Simulations
综述了大范围空气簇射（EAS）模拟方法的现状。数值和蒙特卡罗方法相结合的EAS发展的描述的优势进行了讨论。简要介绍了宇宙线相互作用模型的物理内容，并将其预测结果与第一个大型强子对撞机数据进行了比较。最后，分析了与“脚踝”能量处宇宙线成分有关的一些悬而未决的问题。
2010-10-07 astro-ph.HE
Simulation of the Radiation Energy Release in Air Showers
使用CoREAS模拟代码对大范围空气簇射以MHz辐射形式释放的能量进行了模拟研究。我们开发了一种有效的方法来提取这种辐射能量的空气簇射模拟。我们确定的辐射能量释放的纵向剖面，并比较它的能量沉积的纵向剖面的电磁组件的空气簇射。我们发现，校正的地磁发射的几何依赖性的辐射能量的尺度二次与空气簇射的电磁分量中的能量的二阶依赖于大气密度的簇射发展的最大值的位置$X_\mathrm{max}$。在无法获得$X_\mathrm{max}$的测量中，可以使用空气簇射的入射方向的天顶角来近似这种二阶相关性，而精度只有很小的恶化。这种方法的结果是在一个内在的不确定性为4%的电磁簇射能量，这是远远低于目前的实验不确定性。
2016-09-19 astro-ph.HE
REAS3: Monte Carlo simulations of radio emission from cosmic ray air showers using an "end-point" formalism
近年来，用于模拟宇宙射线空气簇射的无线电发射的可免费获得的蒙特卡罗代码REAS已经发展到包括空气簇射物理的全部复杂性。然而，在REAS 2和所有其他时域模型中，通过叠加单个空气簇射电子和正电子的辐射来计算无线电发射，对发射贡献的计算并不完全一致。在这篇文章中，我们提出了一个修订后的实施REAS 3，它结合了丢失的无线电发射由于带电粒子的数量的变化，在空气簇射演化过程中使用的“端点形式主义”。随着这些发射贡献的列入，模拟的无线电脉冲的结构从单极到双极的变化，和方位角的发射模式变得几乎对称。剩余的不对称性可以通过无线电发射来解释，无线电发射是由于空气簇射中的净电荷过剩的变化而引起的，这在新的实施中被自动考虑在内。REAS 3构成了第一个基于单粒子发射的自洽时域实现，考虑了空气簇射物理的全部复杂性，并免费提供给所有感兴趣的用户。
2010-10-26 astro-ph.HE
Enhancement of the radar signal of air showers due to time compression
我们调查的可行性检测广泛的空气阵雨的雷达技术在小于$\sim 25^\circ$的视角到阵雨轴。考虑到双基地雷达设置和淋浴的几何形状，其中接收器指向到达的淋浴，我们模拟反射的无线电波关闭的短寿命的等离子体产生的高能量的淋浴粒子在空气中。使用汤姆逊散射截面的无线电波和相干求和的贡献的反射无线电波的体积的等离子体盘，我们得到的时间演变的信号。分析了雷达回波的功率谱密度和接收功率。基于所获得的结果，我们讨论了可能的模式的雷达探测广泛的空气阵雨。
2013-10-02 astro-ph.HE
Air Shower Simulation and Hadronic Interactions
强子相互作用和空气簇射模拟工作组的这份报告的目的是概述该领域的现状，强调未决问题和不同实验的相关结果的比较。结果表明，广泛的空气簇射和相应的强子相互作用的一个近似的整体的理解已经达到。模拟提供了一个定性的描述，大量的空气簇射观测。然而，当纵向簇射轮廓的测量值之间的相关性相比，在地面上的横向粒子分布发现离散。该报告最后列出了一系列重要问题，这些问题应该得到解决，以便在理解强子相互作用方面取得进展，从而提高空气簇射模拟的可靠性。
2013-06-25 astro-ph.HE
Coherent transition radiation from the geomagnetically-induced current in cosmic-ray air showers: Implications for the anomalous events observed by ANITA
我们表明，相干跃迁辐射的电中性横向地磁电流（CTR-GM）在宇宙线的空气簇射提供了一个自然的，标准模型，解释最近的“邪恶”的事件所观察到的ANITA探测器。我们证明，天顶角小于约70度，结合高表面海拔，列入CTR-GM可以显着改变宇宙射线空气簇射发射的电场。因此，CTR-GM必须包括在无线电发射模型中，以提供穿越电介质边界的高能宇宙射线空气簇射的无线电发射的完整描述。
2019-07-26 astro-ph.HE
Radio emission from the air shower sudden death
我们提出了一个新的机制，由于突然吸收的次级粒子时，空气簇射射电发射的簇射前锋击中地面。在空气簇射发展过程中过量存在的电子意味着簇射前沿存在净残余负电荷。我们表明，阵雨击中地面之前，他们的电磁分量完全灭绝，突然消失的净剩余负电荷产生的电场的贡献在kHz-MHz的范围。我们的特点是这种无线电的贡献作为一个功能的主要能源，到达方向和天线位置，使用模拟代码SELFAS 2。我们讨论了这个新的预测信号的超高能宇宙射线的检测和分析的兴趣，我们认为，在淋浴的最大发射的电场的区域不应该与最大发展的区域相一致。
2012-11-14 astro-ph.HE
Macroscopic Model of Geomagnetic-Radiation from Air Showers, II
讨论了运动电荷分布相干辐射发射的一般性质。导出了大面积空气簇射中电荷和电流分布的一般结构。这些随后被用来开发一个非常直观的图片所发射的无线电脉冲的属性。使用该图片可以看出，脉冲的结构是簇射轮廓的直接反射。在较高的频率下，发射被抑制，因为波长短于簇射中的重要长度尺度。结果表明，射电辐射可以用来区分质子和铁离子引起的空气簇射。
2010-10-25 astro-ph.HE
A branching model for hadronic air showers
我们介绍了一个简单的分支模型的发展强子簇射在地球大气中。基于这个模型，我们展示了如何由μ子的π分量的大小可以估计。随后的μ子组件的几个方面也进行了讨论。我们专注于μ子产生深度的能量演化。我们还估计了初级粒子质量对强子分量大小的影响。虽然精确计算的发展必须留给复杂的蒙特卡罗模拟的空气簇射，所提出的模型可以揭示定性洞察到空气簇射物理。
2015-09-01 astro-ph.HE
Fluorescence emission induced by extensive air showers in dependence on atmospheric conditions
广泛的空气簇射（EAS）的带电粒子，主要是电子和正电子，在地球大气中引发荧光的发射。这种光提供了对宇宙射线能量的量热测量。为了从EAS的观察到的光轨迹重建初级能量，空气中的荧光产率必须取决于大气条件（如空气温度、压力和湿度）而已知。关于荧光发射的几个实验已经公布了各种数据集，涵盖了荧光产率对大气条件的依赖性的不同部分。使用已发表的测量汇编，荧光产率的计算依赖于海拔高度。将荧光计算应用于模拟的空气簇射和不同的大气廓线，以估计大气条件对重建的簇射参数的影响。
2009-06-30 astro-ph.HE
Probing hadronic interactions with high-energy and low-energy muons in extensive air showers
本文研究利用IceCube等混合探测器同时测量大气簇射中GeV级与数百GeV以上μ子，以解决“μ子之谜”并为强子相互作用模型中的多粒子产生机制提供约束。
2025-09-21 astro-ph.HE
A new method to measure the attenuation of hadrons in extensive air showers
高能宇宙射线撞击地球大气层，相互作用产生大范围的空气簇射。本文提出了一种新的方法来推断强子在空气簇射中的衰减。用KASCADE实验的闪烁体阵列记录的电子和μ子的数目来估计簇射诱导初级粒子的能量。用大型强子量能器测量了达到观测水平的强子能量。利用到达地面的能量与初级粒子能量的比值，导出了强子在空气簇射中的衰减长度。在从$10^6$ GeV到$3\cdot10^7$ GeV的能量范围内，获得的衰减长度从170 \gcm 2增加到210 \gcm 2。实验结果进行了比较，根据当代高能量相互作用模型的模拟预测。
2009-07-09 astro-ph.HE
LOPES 3D reconfiguration and first measurements
高能宇宙射线的无线电探测技术是基于带电粒子在大气簇射中由于地球磁场的偏转而发出的无线电信号。德国卡尔斯鲁厄理工学院的LOPES实验以其简单的偶极子为这项技术的复兴做出了重大贡献。LOPES的工作频率范围为40至80兆赫，并进行了多次改装，以改进和进一步发展无线电探测技术。在目前的设置LOPES由10个三极天线，测量完整的电场矢量的无线电发射从宇宙射线。LOPES是第一个同时测量所有三个矢量分量的实验，从而获得关于电场矢量的全部信息，而不仅仅是二维投影。这样的设置，包括垂直电场分量的测量，预计将增加倾斜的淋浴的灵敏度，并有助于推进发射机制的理解。我们提出的LOPES 3D的重新配置和校准程序，并讨论了第一次测量。
2013-03-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
Radio signal correlation at 32 MHz with extensive air showers parameters
本文给出了无线电信号与空气簇射参数的相关性：簇射能量E0和最大深度Xmax。结果表明，从空气簇射的射电辐射测量中，可以得到单个簇射参数和宇宙射线的质量组成。本文还导出了计算空气簇射能量的一般公式。
2014-12-24 astro-ph.HE astro-ph.IM
Probing the energy spectrum of hadrons in proton air interactions at ultrahigh energies through the fluctuations of the muon content of extensive air showers
我们证明了广泛的空气簇射的μ介子含量的波动与超高能宇宙射线的第一次相互作用的变量的波动相关，这是从维持强子级联的强子所携带的能量的分数计算的。阵雨发展的后续阶段的影响被发现发挥了次主导作用。因此，μ子含量的“从”到"簇射“分布是对超过100 TeV质心能量的相互作用的强子能谱的直接探测。
2018-07-12 astro-ph.HE hep-ph
The radio emission pattern of air showers as measured with LOFAR - a tool for the reconstruction of the energy and the shower maximum
用低频阵列（LOFAR）对空气簇射的射电辐射图进行了精细采样。使用一组382个测量的空气簇射来测试脉冲功率分布的快速分析参数化。使用这个参数化，我们能够重建的簇射轴，并给出估计的能量的空气簇射以及距离的簇射最大值。
2015-04-13 astro-ph.HE astro-ph.IM
Radio Detection of Horizontal Extensive Air Showers with AERA
AERA是位于阿根廷马拉圭的Pierre Auger天文台的Auger工程无线电阵列，测量30-80 MHz频率范围内广泛空气簇射的无线电发射，并针对高达60 $^{\circ}$天顶距的空气簇射进行了优化检测。在这方面的贡献的动机，状态，并与AERA水平的空气淋浴分析的第一个结果将被提交。
2015-09-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
A Template-based $γ$-ray Reconstruction Method for Air Shower Arrays
介绍了一种新的基于蒙特卡罗模板的空气簇射阵列重建方法，重点研究了$γ$射线诱导空气簇射的簇射核心和能量重建。该算法适用于一个广泛的空气簇射对预期的概率分布，使用似然方法观察到的横向振幅分布。一个完整的蒙特卡罗空气簇射模拟结合探测器模拟用于生成预期的概率分布。拟合优度可用于区分$γ$射线和强子诱导的空气簇射。作为一个例子，我们应用这种方法的高海拔水切伦科夫$γ$射线天文台和最近安装的高能量升级。该方法的性能和混合探测器类型的空气簇射阵列的适用性使其成为当前和未来仪器的一种有前途的重建方法。
2019-01-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
Proton-Air Cross Section and Extensive Air Showers
超高能强子截面对大范围空气簇射叶栅的发展有重要影响。因此，对空气簇射数据的解释主要依赖于强子相互作用模型，该模型将加速器测量的截面外推到最高宇宙射线能量。我们讨论了如何极端的情况下，截面外推可以影响空气簇射数据的解释。我们发现，外推质子-空气截面在超高能量的理论不确定性是远远大于现有的传播可用的蒙特卡罗模型预测建议。证明了对簇射最大值深度的影响。
2009-06-17 astro-ph.HE hep-ph
Muon lateral distribution function of extensive air showers: results of the Sydney University Giant Air-shower Recorder versus modern Monte-Carlo simulations
悉尼大学的巨型空气簇射记录仪（SUGAR）用一组独特的μ子探测器测量了大量空气簇射的μ子成分。SUGAR数据使我们能够重建μ介子密度对距离簇射轴的距离的经验依赖性，即横向分布函数（LDF）。我们将这个函数的形状与强子相互作用模型QGSJET-II-04和EPOS-LHC在10^17.6 - 10^18.6 eV能量范围内的预测进行了比较。我们发现观测数据和模拟之间的差异：观测到的μ子密度下降更快的核心距离的增加比它在模拟中预测。这一观察可能是重要的解释能量依赖的差异，在模拟和观察到的空气淋浴中的μ子的数量，被称为“μ子过剩”。
2022-04-06 astro-ph.HE hep-ph
Estimation of Lateral Distribution Function in Extensive Air Showers by Using AIRES Simulation System
在这项工作中，广泛的空气簇射的横向分布函数的估计进行了使用的空气簇射模拟系统，这是所谓的AIRES版本2.6不同的强子模型，如（QGSJET 99，SIBYLL和SIBYLL1.6）。模拟是在高能量范围（10^15-10^19 eV）内完成的，用于垂直簇射的不同初级粒子（伽马、质子和铁核）。这种模拟可以用来重建粒子的类型和能量，这些粒子产生了与不同阵列配准的带电粒子的广泛空气簇射。
2013-05-25 astro-ph.HE physics.gen-ph
The wavefront of the radio signal emitted by cosmic ray air showers
通过对300多个能量大于$10^{17}\,$ eV、天顶角小于$45^\circ$的观测事件的LOPES天线阵测量和相应的CoREAS模拟分析，发现宇宙线空气簇射的射电波前近似为双曲线型。模拟预测朝向东方的波前比朝向西方的波前稍陡，但这种不对称性相对于LOPES的测量不确定性可以忽略不计。在轴距离$\gtrsim 50\,$ m处，波前可以由简单的圆锥近似。根据模拟，锥角与簇射最大值明显相关。因此，我们确认早期的预测，到达时间测量可以用来研究纵向淋浴的发展，但现在使用一个现实的波前。此外，我们表明，双曲波前与我们的测量是兼容的，我们提出了几个实验表明，锥角确实是敏感的簇射发展。因此，波前可用于统计研究超高能宇宙射线的主要成分。在LOPES，实验获得的簇射最大值的精度受到测量不确定度的限制，约为$140\,$ g/cm $^2$。但模拟表明，在更好的条件下，这种方法可能会产生一个准确的大气深度的簇射最大值，$X_\mathrm{max}$，优于$30\,$ g/cm $^2$。这将与已建立的空气荧光和空气切伦科夫技术竞争，其中无线电技术提供了显著更高的占空比的优势。最后，双曲波前可以用于更准确地重建簇射几何形状，这也可能允许更好地重建所有其他簇射参数。
2014-08-07 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Hadronic Multiparticle Production at Ultra-High Energies and Extensive Air Showers
对最高能量的宇宙射线粒子的性质的研究是以广泛的空气簇射测量为基础的。因此，大多数宇宙线的性质只能从解释的空气簇射数据，因此取决于超高能强子相互作用模型的预测。我们讨论了不同的情况下，从加速器数据的空气簇射能量模型外推，并调查其影响相应的空气簇射预测。为了探索强子相互作用模型不同外推的影响，我们建立了一个特设模型。这个特设模型的基础上修改的输出标准强子相互作用事件发生器内的空气簇射模拟过程中，使我们能够研究不断变化的相互作用功能对空气簇射发展的影响。在一个系统的研究中，我们证明了由此产生的重要的空气簇射观测值的变化，并讨论了他们的预测的海特勒模型的空气簇射级联。结果发现，我们的特设修改的结果，在很大程度上，独立的基础强子相互作用模型的选择。
2010-10-20 astro-ph.HE hep-ph
A parameterization for the radio emission of air showers as predicted by CoREAS simulations and applied to LOFAR measurements
测量来自空气簇射的无线电发射提供了直接测量所有空气簇射特性（包括簇射发展）的极好机会。为了在大规模实验中利用这一点，需要对地面上无线电信号的分布进行简单的分析参数化。低频阵列（LOFAR）的数据显示了一个复杂的二维模式的脉冲功率，这是敏感的簇射几何形状。横向信号分布的早期参数化已被证明不足以描述这些数据。在这篇文章中，我们提出了一个参数化来自空气簇射模拟。我们能够用双高斯拟合二维分布，需要五个拟合参数。所有参数都与空气簇射性质（如簇射能量、到达方向和簇射最大值）有很强的相关性。我们成功地应用参数化与LOFAR的数据，并讨论了空气簇射实验的影响。
2014-06-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Thunderstorm Observations by Air-Shower Radio Antenna Arrays
相对论性的带电粒子存在于广泛的空气簇射中，导致无线电脉冲的相干发射，测量这些无线电脉冲以识别引发高能宇宙射线的簇射。特别是在雷暴期间，大气中存在额外的强电场，这可以导致带电粒子的进一步增殖和加速，从而影响无线电发射的形式和强度。为了通过测量的无线电信号可靠地重建初级宇宙线的能量，了解电场如何影响无线电发射是非常重要的。此外，雷击是宽带无线电发射的一个主要来源，在很长的距离上都是可见的。一方面，这导致难以检测低得多的空气簇射信号。另一方面，记录的信号可用于研究闪电发展的特征。利用德国卡尔斯鲁厄的LOPES实验研究了射电辐射对宇宙射线的探测以及强电场对这种探测技术的影响。闪电是否是由高能宇宙线空气簇射最大值时的高电子密度引发的这一重要问题也得到了研究，但LOPES不能回答。但是，这些调查显示EAS无线电天线阵列的闪电研究的能力。我们报告的LOPES测量的雷暴期间采取的空气阵雨的无线电信号的研究，并给出一个简短的展望，致力于寻找闪电和宇宙射线的相关性的新的测量。
2013-03-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
Fluctuations of the depth of maximum in extensive air showers and cross-section of p-air inelastic interaction for energy range 10^15-10^17 eV
本文给出了不同能量下质子-空气非弹性相互作用截面的估算。结果与不同的强子相互作用模型进行了比较。
2011-12-12 astro-ph.HE hep-ex
