KASCADE-Grande - Contributions to the 32nd International Cosmic Ray Conference, Beijing, August, 2011
2011年8月，KASCADE-Grande合作组织对第32届国际宇宙线会议的贡献。
2011-11-23 astro-ph.HE
The Cosmic Ray Energy Spectrum Measured with KASCADE-Grande
KASCADE-Grande是德国卡尔斯鲁厄研究中心的一个多探测器实验，用于测量100 TeV至1 EeV初级能量范围内的广泛空气簇射。这篇文章试图提供一个实验结果的概要。特别是，在10 PeV至1 EeV的范围内的所有粒子的能谱的重建的基础上，部分不同的系统不确定性的来源的四种不同的方法。由于在初级能量和质量方面的可观测量的校准依赖于蒙特卡罗模拟，我们比较了各种方法的结果应用于同一样本的测量数据。此外，第一次调查的宇宙粒子的元素组成，以及强子相互作用模型的测试分析进行了讨论。
2009-10-26 astro-ph.HE
KASCADE-Grande measurements of energy spectra for elemental groups of cosmic rays
KASCADE-Grande空气簇射实验[W. Apel，et al.（KASCADE-Grande collaboration），Nucl.Instrum.2004.方法A 620（2010）202]尤其包括用于测量带电粒子Nch的大型闪烁体阵列和用于μ子计数Nmu的屏蔽闪烁计数器阵列。KASCADE-Grande最适合于10 PeV至2000 PeV能量范围内的宇宙射线测量，其中探索成分对于理解宇宙射线从银河系到河外起源的过渡至关重要。在对KASCADE数据进行膝能区全粒子谱和元素谱重建的基础上，提出了一种新的能谱重建方法。Antoni，et al.（KASCADE collaboration），Astropart. 24（2005）1]，我们现在已经将这些测量扩展到超过200 PeV。通过分析近垂直事件的二维簇射大小谱Nch与Nmu，我们通过展开方法在探测器完全有效的能量范围内重建了不同质量群的能谱。的程序和它的结果，这是基于强子相互作用模型QGSJET-II-02得出的，并产生一个强有力的指示重质量群的主导地位，在覆盖的能量范围内，并在铁谱中的膝状结构在80 PeV左右，提出。这证实并进一步完善了通过对KASCADE-Grande数据的其他分析所获得的结果，这些数据已经为大约80 PeV [W]的宇宙射线的重组分中的膝状结构提供了证据。Apel，et al.（KASCADE…
2013-06-26 astro-ph.HE
Latest Analysis Results from the KASCADE-Grande Data
本文报告KASCADE-Grande全数据集的最新分析，比较多种后LHC强子相互作用模型对轻重原初宇宙线能谱及μ子含量演化的预测。
2023-12-08 astro-ph.HE
Change in the mass composition of primary cosmic radiation at energies in the range of E0 = 1-100 PeV according to data of the KASCADE-Grande experiment
本文根据KASCADE-Grande实验的数据，分析了E0 = 1-100 PeV能量范围内初级宇宙辐射质量组成中最轻核和最重核通量的变化。这种分析是通过最小-最大年龄（Smin-max）的方法广泛的空气簇射（EAS），这是在本文章中提出的。这种方法使得有可能估计初级宇宙辐射质量组成中最轻和最重核的谱指数，并研究所考虑范围内能量E0处这些谱的不规则性。用于估算初级宇宙辐射质量组成的Smin-max方法是基于来自KASCADE-Grande实验的E0 = 1-100 PeV范围内EAS特征的大量样本数据（超过1亿次事件）。结果表明，在E0 = 1-100 PeV的初始能量范围内，初始宇宙辐射质量组成中最轻核的积分谱指数从2.1变化到2.7，最重核的积分谱指数从1.5变化到2.1。这些结果符合KASCADE-Grande协作组得出的结论，即在E0 = 3-5 PeV范围内的初级宇宙辐射核的E0谱中的拐点是由于轻核的消除。用Smin-max方法分析了KASCADE-Grande实验数据库中E0 = 50-75 PeV范围内的初级宇宙辐射E0谱中出现的凸起，发现与伽马（GAMMA-07）实验数据一致。
2021-12-28 astro-ph.HE
Cosmic ray energy spectra derived from KASCADE-Grande data using post-LHC hadronic interaction models
本研究基于KASCADE-Grande簇射大小测量，采用多种后LHC强子模型并计入涨落，更新10 PeV–1 EeV宇宙线能谱，且首次测试EPOS-LHC-R。
2025-08-29 astro-ph.HE
KASCADE-Grande Limits on the Isotropic Diffuse Gamma-Ray Flux between 100 TeV and 1 EeV
KASCADE和KASCADE-Grande是多探测器装置，用于测量超高能宇宙射线的单个空气簇射。根据KASCADE和KASCADE-Grande测量的数据集，90%的C.L.在${10}^{14} - {10}^{18}$ eV的能量范围内确定初级宇宙射线通量中伽马射线通量的上限。分析是通过选择一个低μ子含量的空气簇射相比，由高能核引起的空气簇射的伽马射线诱导的阵雨预期。用$1.1 \times {10}^{-5}$在$3.7 \times {10}^{15}$ eV处得到γ射线占宇宙线总通量的最佳上限。转换为绝对伽马射线通量，这对一些基本的天体物理模型设置了限制，例如至少一个冰立方中微子过剩模型的源距离。
2017-10-08 astro-ph.HE
High-energy cosmic rays measured with KASCADE-Grande
对几百TeV以上的高能宇宙射线的探测是通过观测广泛的空气簇射实现的。利用KASCADE-Grande的多探测器装置，研究了高能宇宙射线从膝下到2 EeV的能谱、元素组成和各向异性。此外，大的高质量的数据集允许不同的测试强子相互作用模型的有效性，用于解释空气簇射测量。经过16年多的时间，卡斯卡德-格兰德实验于2012年底终止了测量。本文将概述迄今为止所取得的数据分析的主要成果，并将报告KCDC的状况，KCDC是KASCADE宇宙射线数据中心，该中心将通过一个基于网络的界面向感兴趣的公众提供数据。
2013-08-07 astro-ph.HE
KASCADE-Grande measurements of energy spectra for elemental groups of cosmic rays
位于德国KIT-Karlsruhe的KASCADE-Grande实验由一个用于测量带电粒子N_ch的大型闪烁体阵列和一个用于μ子计数N_mu的屏蔽闪烁计数器阵列组成。KASCADE-Grande针对能量范围为10 PeV至1000 PeV的宇宙射线测量进行了优化，从而能够验证预期约为100 PeV的铁谱中的拐点。探索这一能量范围内的成分对于理解从银河系到河外宇宙射线的转变具有根本的重要性。继早期的研究元素光谱重建的膝盖能量范围内，从KASCADE数据，我们现在已经将这些测量扩展到超过100 PeV。通过分析二维簇射尺寸谱N_ch与N_mu的关系，利用展开方法重建了不同质量群的能谱。的程序和它的结果，给铁核的光谱中的膝状结构的证据，将被提出。
2013-08-09 astro-ph.HE
Study of the muon content of very high-energy EAS measured with the KASCADE-Grande observatory
KASCADE-Grande探测器是一个空气簇射阵列，专门用于研究具有非常高能量（E = 10^{16} - 10^{18} eV）的初级宇宙射线。该仪器由不同的粒子探测器系统组成，适用于详细研究大气中宇宙射线产生的广泛空气簇射（EAS）的性质。在用探测器研究的EAS观测量中，发现了带电粒子数、μ子含量（在不同的能量阈值下）和电子数。通过将这些空气簇射参数的测量结果与MC模拟的预期结果进行比较，可以用KASCADE-Grande实验在高能区检验不同的强子相互作用模型。在这项工作中，结果的演变的EAS的μ子内容与天顶角的研究，与KASCADE-格兰德仪器进行，介绍。测量结果进行了比较，从MC模拟的基础上QGSJET II，QGSJET II-04，SIBYLL 2.1和EPOS 1.99强子相互作用模型的预测。观察到实验和模拟之间的不匹配。一个类似的问题，发现在大气中的μ子的横向分布函数的演变。
2013-08-14 astro-ph.HE
Status and Future Prospects of the KASCADE Cosmic-ray Data Centre KCDC
KCDC，即“卡斯卡德宇宙射线数据中心”，是一个基于网络的界面，最初从卡斯卡德-格兰德完成的空气簇射实验中获得的科学数据可供天体粒子界以及感兴趣的公众使用。在过去的7年里，我们不断地通过各种版本扩展数据库，并增加了KASCADE-Grande实验的探测器组件数量以及数据集和相应的模拟。在最新版本中，我们为特定的KASCADE-Grande事件选择添加了一个新的独立数据库，并通过该技术创建了集成其他实验数据库和数据的技术，例如亚美尼亚空气淋浴实验MAKET-ANI的数据。此外，我们还提供了如何使用这些数据的教育示例，来自各种实验的100多个宇宙射线能量谱，最近还连接了一个公共服务器，可以访问Quixyter笔记本电脑。在本文中，我们介绍了KCDC的简史，最近发布的主要功能，以及将讨论未来的发展计划。
2021-08-17 astro-ph.HE
The KASCADE-Grande experiment: measurements of the all-particle energy spectrum of cosmic rays
在QGSJET II/FLUKA强子相互作用模型的框架内给出了由KASCADE-Grande实验测量的E = 10^{16} - 10^{18} eV的全粒子能谱。根据μ子的大小和带电粒子的总数，分别和组合使用了三种不同的方法。从研究中发现，由于特征的存在，频谱不能完全由光滑的幂律描述。
2010-09-23 astro-ph.HE
Kneelike structure in the spectrum of the heavy component of cosmic rays observed with KASCADE-Grande
本文报道了在约$8 \times 10^{16}$ eV处观测到的重初级粒子宇宙线能谱的陡化现象。这种结构也可以在全粒子能谱中看到，但不太重要。虽然在$3-5 \times 10^{15}$ eV处的宇宙射线谱的“膝”被卡斯卡德实验指定为轻的初级质量，但卡斯卡德-格兰德实验发现的新结构是由重的初级质量引起的。这一结果是通过在$10^{16}$至$10^{18}$ eV的初级能量范围内对广泛的空气簇射的次级粒子的带电粒子和μ介子分量进行独立测量而获得的。在单事件的基础上分析数据，同时考虑到两个观测值的相关性。
2011-10-05 astro-ph.HE
The spectrum of high-energy cosmic rays measured with KASCADE-Grande
本文描述了由KASCADE-Grande实验测量的大范围空气簇射的簇射尺寸（带电粒子总数）和μ介子总数导出的10**16 eV ~ 10**18 eV的宇宙射线能谱。由此产生的所有粒子的能谱表现出强烈的暗示硬化的光谱在约2x 10 **16 eV和一个显着的陡峭在c。8x10**16 eV。这些观察结果挑战了膝盖和脚踝之间的频谱是单一幂律的观点。可能的情况下产生这样的功能进行了讨论的天体物理过程，可以解释从银河系到河外起源的宇宙射线的过渡区。
2012-06-18 astro-ph.HE
Sensitivity of KASCADE-Grande data to hadronic interaction models
KASCADE-Grande是一个大型探测器阵列，专门用于研究初级能量范围从100 TeV到1 EeV的高能宇宙射线。实验装置的多探测器概念提供了同时测量与电磁，μ子和强子空气簇射组件相关的各种可观测量的可能性。实验数据进行比较，预测CORSIKA模拟使用高能强子相互作用模型（如QGSJET或EPOS），以及低能量的相互作用模型（如FLUKA或GHEISHA）。本文将总结这些调查的结果。特别是，新的EPOS版本1.99的EAS与能量约100 PeV的有效性将进行讨论。
2010-09-24 astro-ph.HE
Large- and Medium-Scale Anisotropies in the Arrival Directions of Cosmic Rays observed with KASCADE-Grande
本文研究了由KASCADE-Grande空气簇射实验观测到的宇宙射线到达方向的各向异性。该分析基于约2370万个事件的公共数据，重建的初级能量超过1 PeV。我们采用了一种新的最大似然重建方法的宇宙射线各向异性，弥补虚假的各向异性引起的本地检测器的影响。我们没有发现大规模的偶极子各向异性的数据，与官方的结果一致的基础上，传统的东西导数方法的证据。另一方面，一个中位能量为33 PeV的宇宙射线子集显示了一个角直径为40度的中等尺度特征的强有力证据。在考虑到别处效应后，该中等尺度特征的试验后显著性为4 $σ$水平。
2019-11-29 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Energy spectra of KASCADE-Grande based on shower size measurements and different hadronic interaction models
KASCADE-Grande致力于研究初级能量范围从10 PeV到1 EeV的宇宙射线空气簇射。多探测器系统使我们能够重建带电粒子，电子和μ子的个别空气簇射数与高精度。基于带电粒子簇射尺寸（$N_{ch}$）谱，重建了宇宙射线的全粒子能谱，并应用常强度截断法校正了大气中的衰减效应。能量校准是通过使用CORSIKA模拟与高能相互作用模型QGSJET-II-2，QGSJET-II-4，EPOS 1.99和SIBYLL 2.1，其中FLUKA已被用作所有情况下的低能相互作用模型。在不同的强子模型中，预测了不同的簇射粒子丰度。这种模式的差异，在观测值将进行比较和讨论，这方面的贡献。此外，通过使用具有增加统计量的数据，将呈现通过不同的相互作用模型的更新的能谱。
2013-09-17 astro-ph.HE
The <lnA> study in the primary energy range 10^{16} - 10^{17} eV with the Muon Tracking Detector in the KASCADE-Grande experiment
KASCADE-Grande μ子跟踪探测器能够高精度地测量能量超过0.8 GeV的EAS μ子的方向，距离簇射中心高达700米。重建的μ子径迹被用来研究μ子赝快度（eta）分布。这些分布与强子相互作用中产生的母体介子的赝快度分布几乎相同。通过比较测量和模拟的粒子簇射的eta分布，可以检验高能强子相互作用模型的质量。在这种情况下，将显示QGSJet-II-2和QGSJet-II-4模型的比较。赝快度分布反映了EAS的纵向发展，因此，对宇宙射线初级粒子的质量很敏感。使用从MTD数据获得的eta分布的各种参数，可以计算CR的平均对数质量。将给出在10 ^{16} eV-10 ^{17} eV初级能量范围内的分析结果，其中eta分布为第一四分位数（Q1）。<lnA>
2013-08-09 astro-ph.HE
Probing the evolution of the EAS muon content in the atmosphere with KASCADE-Grande
利用KASCADE-Grande天文台的观测资料，研究了大气中甚高能空气簇射（EAS）的μ子含量的演化。为此，本文根据$10^{16.3}$和$10^{17.0} \, \mbox{eV}$簇射能的实验数据，得到μ子在大气中的衰减长度为$Λ_μ= 1256 \, \pm 85 \, ^{+229}_{-232}(\mbox{syst})\, \mbox{g/cm}^2$。与高能强子相互作用模型QGSJET-II-02、SIBYLL 2.1、QGSJET-II-04和EPOS-LHC的预测值比较，发现大气中EAS μ子含量的衰减比预测值低。然而，与后LHC模型的偏差不太显著。这种偏差的存在似乎与EAS的横向μ子密度分布的模拟和测量的天顶角演化之间的差异有关，这也导致了在距离EAS核心很大的距离处，簇射μ子密度的测量吸收长度与预测值之间的差异。研究的不足表明，所有考虑的强子相互作用模型都未能一致地描述在上述能量制度的EAS的μ子含量的天顶角演化。
2018-01-17 astro-ph.HE
Ankle-like Feature in the Energy Spectrum of Light Elements of Cosmic Rays Observed with KASCADE-Grande
卡斯卡德-格兰德实验的最新结果为$E = 10^{16.92 \pm 0.10} \, \mathrm{eV}$的宇宙射线全粒子谱中的一种温和的膝状结构提供了证据，发现这是由于重初级粒子通量的陡化造成的。光和中间质量的组合成分的光谱被发现是兼容的一个单一的幂律的能量范围从$10^{16.3} \, \mathrm{eV}$到$10^{18} \, \mathrm{eV}$。在本文中，我们通过使用统计数据增加的数据来更新该分析，这些数据来自包括最近测量结果的更大数据集，并使用更大的基准区域。此外，应用了用于增强光原色的优化选择标准。我们发现了轻元素的光谱特征，即随着幂律指数从$-3.25 \pm 0.05$到$-2.79 \pm 0.08$的变化，在$E = 10^{17.08 \pm 0.08} \, \mathrm{eV}$处硬化。
2013-04-26 astro-ph.HE
The LOPES experiment - recent results, status and perspectives
自2003年以来，卡尔斯鲁厄理工学院的LOPES实验一直在40至80 MHz的频率范围内与KASCADE-Grande空气簇射探测器同步获取无线电数据。各种实验配置已被用来研究的方面，如能量标度，地磁依赖性，横向分布和偏振的无线电发射的宇宙射线。KASCADE-Grande提供的高质量的每事件空气簇射信息是许多研究的关键，甚至使我们能够与无线电发射的模拟进行详细的每事件比较。在这篇文章中，我们给出了LOPES所获得的结果的概述，并提出了不断发展的实验的现状和前景。
2010-09-02 astro-ph.HE
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
Local shower age and segmented slope parameters of lateral density distributions of cosmic ray shower particles
本文描述了KASCADE实验能区宇宙线广延空气簇射（EAS）中电子和μ子的横向密度分布。潜在的EAS观测值提取，同时引入一些合适的横向分布函数来描述这些横向密度分布的模拟/观测宇宙线簇射。这些参数的质量灵敏度证明特别是KASCADE电子和μ子分布数据。我们的研究表明，KASCADE数据有利于宇宙线的质量组成的逐渐变化的想法，从较轻的浓度到较重的浓度，在这些参数。
2020-06-03 astro-ph.HE
The energy-spectrum of light primaries in the range from 10^{16.6} to 10^{18.2} eV
KASCADE实验的Grande扩展数据使我们能够研究能量超过10^{16} eV的初级宇宙射线引起的大范围空气簇射。事件的能量是根据在110 m a.s.l.高度测量的带电粒子数（Nch）和μ子数（Nμ）来估计的。虽然这两个数字的组合用于能量，但比率定义了主质量（组）。最近用KASCADE-Grande测量的组合轻和中等质量分量的光谱被发现在10^{16.3}和10^{18} eV之间的能量范围内符合单一幂律和破幂律。在这方面的贡献，我们将提出调查的可能结构的光谱中的光原色增加统计数据，从一个更大的数据集，包括最近的测量，并通过使用一个更大的基准面积比以前的研究。利用更好的统计精度和优化的增强光原色的选择标准，我们发现了能量为10^{17.08+-0.08} eV的光分量的光谱硬化（踝）的证据。
2013-08-08 astro-ph.HE
A novel approach for deducing the mass composition of cosmic rays from lateral densities of EAS particles
对KASCADE实验能区宇宙线广延空气簇射进行了蒙特卡罗模拟研究。从模拟EAS的电子和μ子的横向分布特征出发，用一种新的方法提取了一些重要的EAS观测量，并证明了它们的CR质量灵敏度。该研究考虑到EAS电子和μ子的实验横向密度分布的问题后，引入的概念，本地年龄和分段斜率参数，旨在提取信息CR质量组成从观测数据。根据KASCADE数据（KCDC）分析得出的估计侧向簇射年龄和斜率与膝关节周围CR质量组成从轻到重逐渐变化的想法一致。
2019-08-12 astro-ph.HE
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 -- 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
First results of the CROME experiment
由于大范围的空气簇射引发的分子韧致辐射，预计在大气中会产生微波范围内的无线电信号。CROME（通过微波发射进行宇宙射线观测）实验就是为了寻找这种微波信号而建立的。在扩展的C波段（3.4- 4.2 GHz）监测来自大气的辐射，这与KASCADE-Grande实验探测到的阵雨相吻合。探测器设置由几个抛物面天线和快速读出电子设备组成。用不同的方法测量了探测器的灵敏度。经过半年的数据采集的第一个结果。
2011-08-04 astro-ph.HE hep-ex physics.ins-det
The knee in the cosmic ray energy spectrum from the simultaneous EAS charged particles and muon density spectra
本文利用蒙特卡罗模拟研究了在考虑初级成分可能或可能不改变能谱拐点的情况下，从实验观测到的总带电粒子谱和宇宙线大范围空气簇射的μ子谱中是否出现一致的宇宙射线初级能谱。结果发现，EAS-TOP观测一致推断膝盖的主要能量谱提供的主要是纯不变的铁，而没有一致的主要频谱出现从同时使用的KASCADE观察到的总带电粒子和μ子谱。然而，也发现当初级成分在拐点处变化时，总带电粒子谱的谱指数的估计是相当棘手的，取决于在尺寸谱中选择拐点附近的点。
2015-11-18 astro-ph.HE
Determination of the mass and energy of primary cosmic rays above 100 TeV
这项分析的目的是确定质量组成和能量的宇宙射线在能量超过100 TeV的基础上广泛的空气簇射的横向分布。在这里，我们提出了相当多的空气簇射观测重建的质量和能量的初级粒子。本文用详细的蒙特卡罗模拟对KASCADE型和NBU型表面阵列粒子探测器的宇宙线诱导空气簇射进行了重建。从模拟数据的分析中获得的一些观测值被用来推断初级粒子的性质，从与KASCADE和/或NBU数据的比较。由于EAS发展的强烈波动，与使用簇射大小或S600或S500或$N_{\rm {pe}}$等的独立分析相比，预计宇宙射线簇射的初级能量的确定可以提供更好的精度。此外，本研究还有助于区分强子宇宙射线和初级γ射线，以及测量宇宙线全粒子能谱。
2018-05-15 astro-ph.HE
The Tunka-Grande scintillation array: current results
通卡-格兰德实验是位于西伯利亚通卡山谷的一个闪烁阵列，敏感面积约为0.5 sq.km，用于测量广泛空气簇射（EAS）中的带电粒子和μ子。通卡-格兰德是最佳的宇宙射线研究的能量范围在10 PeV至约1 EeV，其中探索的组成是至关重要的了解从银河系到河外起源的宇宙射线的过渡。本文试图提供一个概要的目前的实验结果。特别是，在10 PeV至1 EeV范围内的所有粒子的能量谱的重建的基础上，从四个观测季节的实验数据。
2022-09-12 astro-ph.HE astro-ph.IM
Slope of the lateral density function of extensive air showers around the knee region as an indicator of shower age
本文通过对蒙特卡罗程序CORSIKA模拟的广延空气簇射（EAS）事件的分析，重点研究了初级宇宙射线能谱膝能区附近EAS中电子的横向分布特征。这项研究考虑到了作为大气中阵雨发展阶段指标的侧向阵雨年龄参数的问题。横向淋浴年龄参数与其他EAS观测值的相关性进行检查，使用模拟数据的情况下，其可能使用的多参数研究EAS，以期获得有关的性质的淋浴启动小学在海平面EAS实验的信息。它示出，至少对于KASCADE数据的三维图中所观察到的侧密度函数的斜率支持膝关节周围从轻到重的质量组成的过渡的想法。
2016-11-03 astro-ph.HE
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
Interferometric Radio Measurements of Air Showers with LOPES: Final Results (ICRC 2017)
LOPES是KASCADE-Grande粒子探测器阵列的无线电扩展，由多达30个天线组成，测量40至80 MHz之间的宇宙射线空气簇射的无线电发射，能量阈值约为100 PeV。即使有粒子探测器的外部触发，在卡尔斯鲁厄理工学院的嘈杂环境中，也很难将空气簇射信号与无线电背景分离。对于典型的事件，这是唯一可能的，因为数字，干涉波束形成技术率先由LOPES宇宙射线探测。利用这种技术，LOPES在空气簇射的无线电发射及其与簇射性质的关系方面取得了重要发现，例如其能量和纵向发展。到目前为止，几乎所有的结果都已被随后的天线阵列所证实，但对于数字干涉测量，LOPES的结果仍然是唯一的。最近，我们完成了无线电发射的CoREAS模拟的端到端管道，包括测量的背景和所有已知的探测器响应以及干涉分析技术。因此，我们提出了一个更新的重建最重要的淋浴参数：到达方向，能量，和$X_\mathrm{max}$。
2017-08-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
High energy cosmic-ray interactions with particles from the Sun
能量高于$10^{16}$ eV的宇宙射线质子在太阳附近经过时，可能会与太阳发射的光子相互作用，并被激发产生$Δ^+$共振。当$Δ^+$衰变时，它产生π介子，π介子进一步衰变为μ介子和光子，可以用地面探测器探测到。来自太阳附近的μ子、光子对（来自$π^0$衰变）或单个高能光子的通量将是一个相当引人注目的特征，这些粒子的通量是对宇宙射线核子通量的一个相当直接的测量，与宇宙射线的组成无关。在围绕太阳的$15^\circ$内的立体角中，光子对的通量约为$\SI{1.3e-3}{}$粒子/（km $^2\cdot$ yr），而μ子的通量约为$\SI{0.33e-3}{}$粒子/（km $^2\cdot$ yr）。这超出了目前的探测器，如望远镜阵列，俄歇，卡斯卡德-格兰德或冰立方。然而，μ子通量可能被下一代空气簇射阵列或中微子探测器（如ARIANNA或ARA）探测到。我们讨论了一些详细的实验前景。其他发生在太阳附近的宇宙射线相互作用也进行了简要的讨论。
2011-03-25 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Experimental evidence for the sensitivity of the air-shower radio signal to the longitudinal shower development
我们观察到的无线电横向分布的斜率之间的相关性，和59个单独的宇宙射线空气簇射事件的平均μ介子赝快度。无线电横向分布测量LOPES，一个数字无线电干涉仪与多探测器空气簇射阵列KASCADE-Grande，其中包括一个μ子跟踪探测器位于同一地点。实验证明射电测量对宇宙线空气簇射的纵向发展是敏感的。这是将射电阵列用于超高能粒子物理学和天体物理学的主要先决条件之一。
2012-03-18 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
New method for the time calibration of an interferometric radio antenna array
数字无线电天线阵，如LOPES（LOFAR PrototypE Station），通过大气广泛的空气簇射的无线电发射来探测高能宇宙射线。LOPES是放置在德国卡尔斯鲁厄理工学院的KASCADE-Grande实验中的偶极天线阵列。天线被数字化组合，通过形成进入空气簇射到达方向的波束来构建无线电干涉仪，这允许即使在单个天线中的低信噪比下也进行测量。该技术需要精确的时间校准。几个校准步骤的组合用于实现约1 ns的必要授时精度。测量设置的群延迟，在随后的数据分析中校正这些延迟（色散）的频率依赖性，并监测延迟随时间的变化。我们使用一个发射参考天线，一个信标，它以已知的频率连续发射正弦波。通过测量信标频率处的相位，可以在每个记录的事件处检测和校正天线之间的相对延迟的变化。
2010-02-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
Lateral Distribution of the Radio Signal in Extensive Air Showers Measured with LOPES
LOPES天线阵安装在德国卡尔斯鲁厄的KASCADE-Grande广泛空气簇射实验的位置，旨在测量和研究广泛空气簇射的无线电脉冲。一致的测量使我们能够重建电场强度在观察水平的一般EAS参数的依赖。本文详细研究了空气簇射中无线电信号的横向分布。研究发现，单个EAS中电场强度的横向分布可以用指数函数来描述。对于约20%的事件的平坦朝向淋浴轴观察到，优先为淋浴与大倾角。描述横向剖面坡度的估计尺度参数R 0在100至200米之间。没有证据表明R 0与方位角、地磁角或初级能量等簇射参数有直接的相关性，这表明在簇射发展过程中，横向剖面是无线电发射的一种内在性质，这使得无线电探测技术适合于大规模应用。
2009-10-26 astro-ph.HE
First Experimental Characterization of Microwave Emission from Cosmic Ray Air Showers
我们报告的第一次直接测量的整体特征的微波无线电发射广泛的空气淋浴。利用KASCADE-Grande空气簇射阵列提供的触发器，读出了CROME（通过微波发射观测宇宙线）实验的微波天线信号，并在GHz频率范围内寻找高能空气簇射的无线电发射特征。已经探测到了30多个能量超过3*10^16 eV的簇射的微波信号。这封信中提出的观测结果与GHz频率范围内主要向前定向和极化的发射过程一致。测量结果表明，微波辐射提供了一种研究能量高于10^17 eV的空气簇射的新方法。
2014-10-30 astro-ph.HE astro-ph.IM
Observation of Polarised Microwave Emission from Cosmic Ray Air Showers
我们报告了对广泛空气簇射微波无线电发射基本特征的首次直接测量。利用KASCADE-Grande空气簇射阵列提供的触发器，读出了CROME（通过微波发射进行宇宙线观测）实验的微波天线信号，并搜索了高能空气簇射的无线电发射特征。已经探测到30多个能量超过$3\times10^{16}$ \，eV的簇射的微波信号。这封信中提出的观测结果与GHz频率范围内的主要前向波束、相干和极化发射过程一致。各向同性，非偏振辐射是不利的占主导地位的发射模型。测量结果表明，微波辐射提供了一种新的手段，研究在非常高的能量的空气簇射。
2013-06-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
Reconstructing energy and Xmax of cosmic ray air showers using the radio lateral distribution measured with LOPES
位于卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的数字射电干涉仪LOPES实验在探测MHz频率的大范围空气簇射的射电辐射方面取得了显著成果。本文利用LOPES观测的射电横向分布函数（LDF）的特征，对两个基本的空气簇射参数：初级能量和簇射Xmax进行了精确的重建。这里提出的方法已经开发（REAS 3-）模拟，并适用于LOPES测量。尽管在LOPES站点存在很高的人为噪声，但可以重建单个事件的能量和Xmax。一方面，能量分辨率是有希望的，可以与位于同一地点的KASCADE-Grande实验的能量分辨率相媲美。另一方面，用分辨率为90 g/cm 2的LOPES测量重建Xmax值。预测在具有较低人为噪声水平的区域中，Xmax的精度优于30 g/cm 2。
2013-07-31 astro-ph.HE astro-ph.IM
Latest results of the Tunka Radio Extension (ISVHECRI2016)
通卡射电分机（Tunka-Rex）是一个天线阵列，由63个天线组成，位于东西伯利亚贝加尔湖附近的TAIGA设施（通卡宇宙射线物理学和伽马天文学先进仪器）。通卡-雷克斯在晴朗无月的冬夜由空气-切伦科夫阵列通卡-133触发，在其余时间由闪烁体阵列通卡-格兰德触发。通卡-雷克斯测量的无线电发射与通卡-133和通卡-格兰德相同，但阈值更高，约为100 PeV。通卡-雷克斯号在其运行的第一阶段已经证明，稀疏无线电阵列能够以优于15%的能量分辨率测量空气簇射，以优于40 g/cm \textsuperscript{2}的分辨率测量簇射最大深度。为了改进和解释我们的测量以及研究由于相互作用模型引起的系统不确定性，我们使用CORSIKA和CoREAS进行无线电模拟。在这篇综述中，我们介绍了通卡-雷克斯的设置，讨论了所取得的成果和前景的质量组成研究与无线电阵列。
2017-01-25 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
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
A new basic air shower observable sensitive to the cosmic-ray elemental mass
提出由两个径向距离处电子密度定义的新型EAS观测量$η_ρ$，可用于估计侧向簇射年龄和原初宇宙线平均原子质量，且年龄估计几乎与高能相互作用模型无关。
2024-12-07 astro-ph.HE
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
The HiSPARC Experiment
天体物理学与宇宙学研究高中项目是一个大型大范围空气簇射阵列，在荷兰、联合王国、丹麦和纳米比亚设有探测站。Hierarchy是大学、科研机构和高中的合作项目。大多数检测站设在高中。一个热泵站由两个或四个放置在建筑物顶部的屋顶箱内的制冷机组成。探测器对单个入射μ子的测量响应与GEANT4模拟吻合得很好。台站对EAS的响应也与模拟结果一致。在KASCADE实验中集成了一个四闪烁器站，用于确定簇射方向重建的准确性。使用模拟，一个站的触发效率，以检测作为函数的簇射核心和天顶距的簇射的距离被确定。Hierarchy实验从2003年开始收集数据。车站数量（2019年约为140个）仍在增加。该项目表明，其方法对于教育目的是可行的，并且可以通过与高中学生和教师合作获得科学数据。
2020-02-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
