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
Performance of the INFN Camera calibration device of the first Large Size Telescope in the Cherenkov Telescope Array
$10^{\rm th}$ 2018年10月，在西班牙拉帕尔马加那利岛Observatorio del Roque de los Muchachos的切伦科夫望远镜阵列（CTA）北部站点开始调试第一台大尺寸望远镜（LST）原型。对于精确的事件能量重建，LST相机需要在大的动态范围内进行均匀且恒定的校准，直到$10^{4}$光电子（p.e.），对于每个摄像机光电倍增管（PMT）。本文介绍了LST-1相机标定系统（CaliBox）在第一次调试期间的性能，并提供了光平场测量的初步结果
2019-09-18 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
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
Lunar Imaging and Ionospheric Calibration for the Lunar Cherenkov Technique
月球切伦科夫技术是UHE中微子和宇宙线探测的一种很有前途的方法，其目的是探测月球风化层中粒子相互作用过程中产生的纳秒无线电脉冲。对于低频实验，如NuMoon，电离层的频率相关色散效应是一个重要的实验问题，因为它降低了脉冲幅度和随后的检测机会。我们正在继续研究一种新的方法，通过法拉第旋转测量月球的极化发射结合地磁场模型来校准电离层对月球切伦科夫脉冲的色散效应。我们还将这项工作扩展到包括月球表面的无线电成像，它提供了月球表面的物理和化学性质的信息，可能会影响月球切伦科夫技术的实验策略。
2013-06-04 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
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
Flasher and muon-based calibration of the GCT telescopes proposed for the Cherenkov Telescope Array
GCT是为切伦科夫望远镜阵列提出的双镜小型望远镜原型。GCT相机的校准主要是通过基于LED的闪光器单元实现的，该闪光器单元能够在0.1至1000个光电子的大动态范围内产生400 nm光的$\sim4$ ns FWHM脉冲。闪光器单元位于相机焦平面的四个角上，通过副镜的反射来照亮相机。这些闪光器单元是适应允许几个校准方案来完成：相机平场，线性测量（达到和过去的饱和度），并从两个单一的pe测量和在各种高照明水平的光子统计增益估计。在这些程序中，GCT闪光灯的性能进行了描述，连同正在进行的模拟工作，以量化使用μ子环作为端到端的校准GCT的光吞吐量的效率。
2015-09-01 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
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 Cherenkov transparency coefficient for the atmospheric monitoring and array calibration at the Cherenkov Telescope Array South
成像大气切伦科夫望远镜观测到的甚高能伽马射线能量的重建受到大气条件和望远镜组件性能变化的影响。针对这些影响的可靠的校准计划是必要的，即将到来的切伦科夫望远镜阵列（CTA），以实现其目标的最大限度地允许系统的不确定性的全球能源规模。估计切伦科夫光的大气衰减的一种可能的方法是切伦科夫透明系数（CTC）的方法。CTC的计算使用望远镜的探测率，占主导地位的稳定的宇宙射线背景，同时适当校正的硬件和观测条件。该系数也可以用来相对校准望远镜的光学吞吐量的假设上均匀的大气透明度以上的阵列。利用蒙特卡罗模拟，本文研究了CTC方法在南半球CTA阵列大气监测和望远镜交叉定标中的应用潜力。我们重点讨论了该方法在不同观测配置和不同大气衰减水平下的三种尺寸望远镜阵列的可行性。
2019-09-23 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
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
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
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
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
Atmospheric monitoring and array calibration in CTA using the Cherenkov Transparency Coefficient
切伦科夫望远镜阵列（CTA）将是下一代天文台，使用不同类型的切伦科夫望远镜探测由极高能伽马射线引发的粒子簇射。对地球大气层的良好了解，在探测技术中起着热量计的作用，对于CTA的校准至关重要。大气层对切伦科夫光的透明度的变化，以及阵列中单个望远镜的校准不正确，导致能量尺度上的大系统不确定性。切伦科夫透明度系数（CTC），在H.E.S.S.该实验量化了从切伦科夫望远镜在科学观测期间获得的数据中确定的平均大气透明度。只要阵列上的大气条件是均匀的，每个望远镜获得的透明度值也可用于校准单个望远镜的响应。与目前正在运行的实验（如H.E.S.S.）相比，由于天文台的复杂性和望远镜相机的多样性，CTC在CTA中的应用提出了挑战。我们在这里提出的第一个可行性研究的结果，扩展的CTC概念CTA的目的是相互校准的望远镜阵列和监测大气层。
2017-09-14 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
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
Cross Calibration of Telescope Optical Throughput Efficiencies using Reconstructed Shower Energies for the Cherenkov Telescope Array
成像大气切伦科夫望远镜（IACTs）要进行可靠的事件重建，需要对光通量效率进行标定。在目前的设施中，这是通过使用由μ子产生的环形图像来实现的。在这里，探索一种互补的方法，通过望远镜之间的成对比较实现IACT阵列的元素的交叉校准，重点关注其对即将到来的切伦科夫望远镜阵列（CTA）的适用性。相互校准的一个特定类型的望远镜使用逐事件比较的淋浴图像振幅先前已被证明恢复相对望远镜的光学响应。提出了一种利用重建能量作为图像振幅的替代方案的方法，使得IACT阵列内不同类型的望远镜之间能够进行交叉校准。两个合理的CTA布局的蒙特卡罗研究表明，这种校准程序恢复的相对望远镜响应效率在百分之几的水平。
2015-10-22 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
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 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
Detailed Studies of Atmospheric Calibration in Imaging Cherenkov Astronomy
当前一代的成像大气切伦科夫望远镜允许在100 GeV左右和以上的能量范围内以比以往任何时候都更高的灵敏度探测天空。为了尽量减少导出通量的系统误差，考虑到该技术的量热性质，对大气特性进行全面校准是很重要的。在本文中，我们讨论了一种方法来解决这个问题，通过使用一个共同指向的云高计与H.E.S.S.望远镜，并介绍了这种方法的应用于一组观测数据的结果采取的活动星系核（AGN）PKS 2155-304在2004年。
2010-09-02 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 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
Using Muon Rings for the Optical Throughput Calibration of the Cherenkov Telescope Array
利用成像大气切伦科夫望远镜（IACTs）观测到的μ子环图像，为标定IACTs的光通量和监测其光学点扩散函数提供了强有力的手段。我们研究了μ子环图像是否可以用作未来切伦科夫望远镜阵列（CTA）望远镜的主要光学通量校准方法，并发现与以前的工作相比，有几个额外的系统效应。为了确保该方法达到CTA所需的准确度，需要考虑这些系统效应，并对硬件和分析进行微小修改。我们推导出分析估计预期μ介子数据速率用于光学吞吐量校准，监测的光学点扩散函数，可实现的统计和系统的不确定性，并探讨潜在的μ介子环图像作为相机像素平场的辅助方法。
2019-07-19 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
Searching for tau neutrinos with Cherenkov telescopes
切伦科夫望远镜有能力通过寻找非常倾斜的簇射来探测能量范围为1- 1000 PeV的高能τ中微子。如果由τ中微子产生的τ轻子从地球或山脉中逃逸，它将衰变并在空气中引发簇射，这可以通过空气簇射荧光或切伦科夫望远镜检测到。在本文中，我们提出了详细的蒙特卡罗模拟相应的事件率VERITAS和两个建议切伦科夫望远镜阵列网站：流星陨石坑和Yavapai牧场，其中使用代表AGN中微子通量模型，并考虑到地形条件的探测器网站。中微子灵敏度的计算取决于观测时间和能谱的形状，但在某些情况下，与冰立方探测器的相应中微子灵敏度相当，甚至更好。对于VERITAS和所考虑的切伦科夫望远镜阵列站点，由于周围山脉的存在，预期的中微子灵敏度比MAGIC站点高出3倍。
2014-07-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
Measuring a Cherenkov ring in the radio emission from air showers at 110-190 MHz with LOFAR
测量来自空气簇射的无线电发射提供了一种新的方法来确定初级宇宙射线的性质，例如它们的质量和能量。理论预测，相对论时间压缩效应导致放大发射的环，其开始主导频率高于~100 MHz的发射模式。在这篇文章中，我们提出了这种结构的第一个详细的测量。用LOFAR射电望远镜在110 - 190 MHz频率范围内测量了空气簇射射电发射中的环形结构。这些数据很好地描述了CoREAS模拟。它们清楚地证实了将空气折射率作为高度的函数包括在内的重要性。此外，切伦科夫环的存在提供了可能性的几何测量的簇射最大值的深度，这反过来又取决于初级粒子的质量。
2014-11-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
The calibration of the first Large-Sized Telescope of the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列（CTA）代表了下一代非常高能量的伽马射线天文台，它将以前所未有的灵敏度提供从20 GeV到300 TeV的伽马射线的广泛覆盖。CTA将使用三种不同尺寸的望远镜，直径为23米的大型望远镜（LST）将提供最低能量至20 GeV的灵敏度。第一个LST原型于2018年10月在La Palma（西班牙加那利群岛）揭幕，并已进入调试阶段。LST的相机由265个PMT模块组成。每个模块都配备了七个高量子效率的光电倍增管（PMT）、一个慢速控制板和一个读出板。确保相机的高均匀性和精确表征是LST相机实现最佳性能和低系统不确定性的关键方面。因此，在现场安装之前，我们对所有PMT模块进行了质量检查。此外，光通量的绝对校准对于重建望远镜接收的光量至关重要。光的数量受大气、望远镜光学系统和相机的影响，并且可以使用宇宙射线μ子产生的环形图像进行校准。在这方面的贡献，我们将展示的PMT模块和现场校准使用μ子环的非现场质量控制的结果。我们还将重点介绍硅光电倍增器模块的开发状况，该模块可被视为PMT模块的替代品，以进一步改进相机。
2019-07-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
A single photo-electron calibration system for theNectarCAM camera of the Cherenkov Telescope ArrayMedium-Sized Telescopes
本文介绍了切伦科夫望远镜阵列（CTA）中的中型望远镜的单光电子定标系统。该系统将使我们能够准确地测量相机的光电探测链的增益，并限制CTA检测到的伽马射线的能量重建的系统不确定性。该系统包括一个白色的屏幕，鱼尾光导，闪光灯和XY机动化，以允许移动。由鱼尾引导的闪光模仿切伦科夫辐射并均匀地照射屏幕下的焦平面。然后，通过XY电动化，屏幕在NectarCAM相机的整个焦平面上移动，该相机由1855个光电倍增管组成。在这篇文章中，我们提出了校准系统和研究其最佳扫描位置所需的有效覆盖整个相机。最后，我们说明了校准数据分析的结果，并讨论了系统的性能。
2021-10-28 astro-ph.IM
NICHE: The Non-Imaging CHErenkov Array
由于测量技术固有的不确定性和/或对解释数据所需的强子蒙特卡罗模拟模型的依赖性，精确测量膝关节周围和膝关节以上（~ 10 ^15.5 eV）的宇宙线（CR）核成分一直是困难的。用空气荧光测量校准的切伦科夫空气簇射信号的测量提供了一种方法，以提供在大能量范围内的核组成演化的精确测量。NICHE将使用宽间距、非成像切伦科夫计数器阵列来测量空气簇射切伦科夫信号的振幅和时间扩展，以提取CR核成分测量值，并将切伦科夫能量和成分测量值与TA/TALE荧光和表面探测器测量值进行交叉校准。
2012-12-26 astro-ph.IM
Imaging sub-milliarcsecond stellar features with intensity interferometry using air Cherenkov telescope arrays
最近提出了将成像空气切伦科夫望远镜阵列应用于恒星强度干涉测量（SII）的建议。特别感兴趣的是模型独立的图像恢复提供了良好的（u，v）平面覆盖这些阵列，以及相位恢复技术的最新发展的可能性。这些仪器作为SII接收器的能力已经探索了简单的恒星物体，这里的重点是重建恒星图像与非均匀的辐射分布。我们发现，热恒星（T > 6000 K）包含热和/或冷的局部区域（T \sim 500 K）小到\sim 0.1 mas可以在短波长（λ = 400 nm）成像。
2012-05-25 astro-ph.IM astro-ph.SR
Using Muon Rings for the Calibration of the Cherenkov Telescope Array: A Systematic Review of the Method and its Potential Accuracy
对成像大气切伦科夫望远镜（IACT）中μ子产生的环形像的分析，为标定IACT的光通量和监测其光学点扩散函数（PSF）提供了一种强有力的、精确的方法。这种方法首先由Whipple合作在90年代初提出，并由所谓的第二代IACT实验：H.E.S.S.魔法与真理在这里，我们回顾了这些仪器所取得的进展，并探讨了该方法的适用性，形成未来的切伦科夫望远镜阵列（CTA）的不同类型的望远镜作为主要的吞吐量校准方法。我们发现了一些以前的作者尚未考虑到的额外的系统性影响，并提出了一些新的分析方法，包括这些分析。需要对硬件和分析进行轻微修改，以确保此类校准工作与CTA所需的一样准确。我们推导出分析估计的预期μ介子的数据速率的光学吞吐量校准，相机像素平场和监测的光学点扩散函数。可实现的统计和系统的方法的不确定性进行了评估。
2019-07-09 astro-ph.IM
Cherenkov light imaging in astroparticle physics
由快速带电粒子在透明电介质（如空气或水）中引起的切伦科夫光被各种实验技术用来探测和测量撞击地球的外星粒子。文中讨论了探测原理的选择，并给出了相应的实验和取得的突破性成果。一些未来的发展突出。
2019-01-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
Analytical description of the radio Cherenkov cone
本研究针对大倾角广延大气簇射（EAS）的射电切伦科夫锥，提出基于基本传播原理的解析模型，可准确计算锥张角并复现模拟中的不对称效应，有助于提升倾角事件的重建能力。
2025-07-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
Towards a full Atmospheric Calibration system for the Cherenkov Telescope Array
目前这一代切伦科夫望远镜主要局限于伽马射线能量和通量重建，因为大气参数的确定存在不确定性。切伦科夫望远镜阵列（CTA）旨在提供尽可能延长占空比的高精度数据。为了实现这一目标，有必要利用遥感装置连续和精确地监测大气层，这些遥感装置能够提供高度分辨和波长相关的消光系数，其灵敏度可达对流层顶和更高。拉曼激光雷达是目前最适合用一台仪器实现这一目标的技术。然而，与辐射计、太阳和恒星光度计、全天空照相机以及可能的无线电探空仪等其他仪器的协同作用是可取的，以便提供更精确和准确的结果，并允许天气预报和即时预报。在这方面的贡献，我们将讨论这种多方面的大气校准系统的需要和功能。
2013-07-12 astro-ph.IM
Sensitivity to Atypical Tau Initiated Air Showers For a High-Altitude Optical Cherenkov Detector
ANITA合作组最近宣布观测到两个上行宇宙线簇射，其出射角分别为$27^{\circ}$和$35^{\circ}$，重建能量为$\sim$ 0.6~EeV。向上的空气簇射（UAS）预计来自地球内部天体物理中微子相互作用产生的τ轻子。然而，在出射角大于$20^{\circ}$时，tau从中微子中出射的概率小于$10^{-7}$，这使得标准模型难以解释这些信号。如果被其他实验证实，这些高能事件将加强物理学超越标准模型的论点。拟议的EUSO-SPB 2和POEMMA仪器都将配备光学切伦科夫探测器，以测量无人机系统的切伦科夫发射，如果瞄准地平线以下足够低的地方，原则上也可以捕获这些事件。对切伦科夫通道的观测将有助于排除这些事件的人为和其他解释。我们在这里提出的灵敏度ANITA anamolous事件的气球和卫星为基础的切伦科夫探测器，可以实现在即将到来的EUSO-SPB 2任务和拟议的POEMMA任务，分别。
2019-10-02 astro-ph.IM hep-ph
