Detection of the Crab Nebula using a Random Forest Analysis of the first TAIGA IACT Data
Tunka伽马射线和宇宙射线天文学高级仪器(TAIGA)是一个测量TeV至PeV伽马射线和宇宙射线的多组分实验。我们的目标是建立一种新的混合直接空气簇射技术,足以进入长期寻求的Pevatrons的能量领域。混合空气切伦科夫光探测技术结合了HiSCORE簇射阵面采样阵列和两台$\thicksim$ 4米级、$\sim$ 9.6度视场成像空气切伦科夫望远镜(IACT)的优势。HiSCORE阵列提供了良好的角度和簇射核心位置分辨率,而IACT提供了图像的形状和方向的伽玛强子分离。将来,将使用一个额外的μ子探测器来标记$\ge$ 100 TeV能量的强子。在这里,只使用TAIGA实验的第一个IACT的数据。一个随机森林算法进行训练,使用蒙特卡罗(MC)模拟和真实数据,并施加到85小时的选定的观测数据跟踪蟹状星云的平均天顶距为33.5度,导致在这个数据集的阈值能量为6 TeV。使用gammapy软件包进行分析。共检测到163.5个过量事件,统计学显著性为8.5 sigma。蟹状星云观测到的光谱最符合6 TeV以上的幂律,在参考能量为13 TeV时通量归一化为$(3.20\pm0.42)\cdot10^{-10} TeV^{-1} cm^{-2} s^{-1})$,光谱指数为$-2.74\pm0.16$。
2023-01-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
Four years of wide-field search for nanosecond optical transients with the TAIGA-HiSCORE Cherenkov array
利用TAIGA-HiSCORE切伦科夫阵列在四年冬季数据中搜寻纳秒光学瞬变,未发现可靠候选体,并将事件通量上限定为约1×10⁻³事件/球面度/小时。
2024-12-17 astro-ph.HE astro-ph.IM
Background rejection method for tens of TeV gamma-ray astronomy applicable to wide angle timing arrays
一个“膝状”近似的切伦科夫光横向分布函数,这是我们以前开发的,现在被用于高能量(数十和数百TeV)伽马射线天文学的背景抑制方法的实际任务。在这项工作中,我们实现这种技术的HiSCORE广角定时阵列组成的切伦科夫光探测器的间距为100米,覆盖0.2公里$^2$目前和5公里$^2$在未来。然而,它可以应用于其他类似的阵列。我们还表明,应用多变量的方法(其中3个参数的膝盖近似),使我们能够达到高水平的背景拒绝,但它强烈依赖于命中检测器的数量。
2017-02-24 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.data-an
Parametric analysis of Cherenkov light LDF from EAS in the range 30-3000 TeV for primary gamma rays and nuclei
提出了一种简单的“膝状”近似大气中EAS(广泛的空气簇射)发射的切伦科夫光的横向分布函数(LDF),用于解决HiSCORE和其他宽角度地基实验中的各种数据分析任务,这些实验旨在探测能量超过数十TeV的伽马射线和宇宙射线。基于模拟的参数分析的个人LDF曲线显示,在径向距离20-500米的5参数“膝状”近似适合个人LDF以及平均LDF具有非常好的精度。在本文中,我们证明了效率和灵活性的“膝状”LDF近似的各种初级粒子和簇射参数及其应用的优势,以抑制质子背景和选择初级伽马射线。
2017-02-24 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.data-an
Gamma-ray detector and mission design simulations
本文综述了Gamma-ray天文学中模拟的应用与局限,涵盖广延大气簇射、探测器内粒子相互作用及读出电子学模拟,并介绍了相关软件包、性能指标与仪器响应函数对仪器设计与数据分析的重要性。
2022-06-24 astro-ph.HE astro-ph.IM
Gamma-ray and Cosmic Ray Astrophysics from 10 TeV to 1 EeV with the large-area ($>$10 km$^2$) air-shower Detector SCORE
我们建议探索到目前为止测量不良的宇宙射线和伽马射线天空(加速器天空)的能量范围从10 TeV到1 EeV。新的物理学问题可能会在伽马射线天文学最后剩下的观测窗口中得到解决。宇宙加速器和空气簇射探测技术提供的非常高的束流能量自然意味着天体粒子物理学和粒子物理学的基本问题之间的纠缠。新的大面积(10公里$^2$)广角(1 sr)空气切伦科夫探测器SCORE(宇宙起源探测器研究)是基于非成像切伦科夫光前采样与1米$^2$的顺序敏感的大面积探测器模块。横向光子密度和到达时间分布将被采样到距离簇射核心很远的地方。物理动机,探测器的概念和第一次模拟结果将被提交。
2009-09-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
Space-Based Cosmic-Ray and Gamma-Ray Detectors: a Review
为2014年ISAPP暑期学校编写的这篇评论侧重于空间和气球载宇宙射线和伽马射线探测器。它旨在介绍了解仪器性能指标所需的基本概念,它们如何与设计选择联系在一起,以及它们如何有效地用于灵敏度研究。虽然这篇文章的目的不是要做到全面或详尽无遗,但它基本上是自成一体的,因为它简要地回顾了有关的专题,如控制辐射与物质相互作用的基本物理过程和近地环境。
2014-08-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Hard X-ray and gamma-ray detectors
本文综述了空间硬X射线与伽马射线天文学中使用的探测器技术、其在望远镜中的配置及新仪器提案,以应对高能光子探测难和高背景噪声的挑战。
2024-11-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Pair Production Detectors for Gamma-ray Astrophysics
本文回顾了高能伽马射线天体物理中电子对产生探测器的演进,从早期OSO-3到SAS-2、COS-B、EGRET及当前的AGILE和Fermi LAT,强调其在多波长和多信使研究中的贡献,并展望未来任务的技术改进。
2022-10-31 astro-ph.HE astro-ph.IM
A proposed network of Gamma-ray Burst detectors on the Global Navigation Satellite System Galileo G2
精确定位伽马射线暴仍然是一项至关重要的任务。虽然从历史上看,改进的本地化已经导致余辉发射的发现和实现其宇宙学分布通过红移测量,最近的要求来与潜在的研究中子星合并的kilonovae。引力波探测器有望在未来十年内提供不超过10平方度的位置。随着合并探测范围的增加,伽马射线和千诺瓦辐射的强度也会下降,这使得在大误差箱中识别它们成为一个挑战。因此,通过伽马射线发射进行定位似乎是缓解这一问题的最佳机会。在这里,我们建议装备一些第二代伽利略卫星专用伽玛射线暴探测器。这节省了专用伽马射线暴网络的发射和卫星成本,大的轨道半径有利于三角测量,完美的位置和授时精度是免费的。我们提出了模拟的三角测量精度,证明短GRB微弱的GRB 170817 A可以定位到1度半径(1西格玛)。
2022-05-17 astro-ph.HE astro-ph.IM
Detection of vertical muons with the HAWC water Cherenkov detectors and its application to gamma/hadron discrimination
HAWC天文台重建了由非常高能量的初级宇宙射线或伽马射线引起的大气簇射。具有强子性质的宇宙射线比初级伽马射线的频率高出几个数量级,因此有必要对每个事件进行最佳的伽马-强子鉴别,以便能够调查伽马射线天空。单个垂直μ介子在300个HAWC探测器中产生非常典型的信号。特别是,那些事件产生的信号,在四个PMT的坦克对应于μ子穿越坦克的中心区域。在这种情况下,存在最大信号也是最早到达的相关性,这是由于切伦科夫光发射的几何形状以及相对论性μ子比介质中的光传播得更快的事实。这种模式不同于电子、正电子和低能伽马在水箱水的第一米处淋浴的模式,这是典型的电磁淋浴。在这项工作中,我们探讨了是否在空气淋浴有可能识别μ子信号,这是否可以帮助在伽马/强子歧视的记录事件。
2017-08-30 astro-ph.HE astro-ph.IM
On the Angular Resolution of the AGILE gamma-ray imaging detector
我们提出了一个研究的角分辨率的AGILE伽马射线成像探测器(GRID),是自2007年4月在太空中运行。AGILE仪器由12个平面组成,每个平面配备有钨转换器和硅微跳变探测器,在50 MeV - 10 GeV的能量范围内灵敏。在致力于伽马射线天体物理学的空间仪器中,AGILE独特地利用了模拟读出系统,该系统具有与硅探测器耦合的专用电子设备。我们显示的蒙特卡罗模拟的结果进行再现伽马射线探测的网格,我们比较它们在飞行中的数据。我们使用Crab(脉冲星+星云)系统来讨论实际数据性能,因为它的E^{-2}能谱代表了大多数伽马射线源。对于类克拉布光谱源,GRID的角分辨率(FWHM在100 MeV时约为4度;在1 GeV时约为0.8度;积分从100 MeV到几十GeV的全能带约为0.9度)在大视场内是稳定的,其特征在于离轴30度的平坦响应。考虑到目前正在研究的未来伽马射线飞行任务,对AGILE-GRID和Fermi-LAT这两个运行中的伽马射线仪器所获得的角分辨率进行比较是有意义的。这两种仪器利用不同的探测器配置影响的角分辨率:前者被优化的读出和轨道重建,特别是在低能量带,后者在转换器的厚度和功耗方面。我们表明,尽管有这些差异,这两种仪器的角分辨率是非常相似的100兆电子伏和几个GeV之间。
2015-07-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
Prospects of observing gamma-ray bursts with orbital detectors of ultra-high energy cosmic rays
TUS(跟踪紫外线装置)是第一个超高能宇宙射线轨道望远镜,它已证明这类仪器具有更广泛的能力,还可以探测流星、瞬时发光事件、人为辉光和地球大气层中发生的紫外线频率范围内的其他过程。在这封简短的信中,我们解决的问题,如果一个轨道UHECR探测器也可以注册伽马射线暴(GRB)通过荧光辉光照射的夜间大气。对费米GBM伽玛暴目录和几种有源和透视仪器的性能进行分析表明,具有与KLYPVE-EUSO(K-EUSO)或POEMMA望远镜相似的光学系统参数和适当的"\slow模式”触发器的探测器,平均每年只能观测到两个伽玛暴。POEMMA将在立体声模式下运行一年内记录多达3-4个伽玛暴。
2021-12-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Extensive testing of Schottky CdTe detectors for the ECLAIRs X-Gamma-ray Camera on board the SVOM mission
我们报告了由Acrorad公司提供的超过5000个肖特基CdTe探测器(4x 4x 1 mm^3)的正在进行的测试活动,样本超过12000个,Ltd(日本).其中6400个探测器将用于中法伽马射线暴飞行任务SVOM中ECLAIR相机的探测平面。这些测试是强制性的,以满足ECLAIR的主要要求,以检测低至4 keV的伽马射线暴光子。探测器将在-20 ℃下工作,反向偏压为600 V。我们发现,78%的探测器已经测试过,可以考虑用于飞行模型。我们在59.6 keV处测量了1.8 keV的平均能量分辨率。为了更快地分析,我们首先在室温和低偏压下研究了极化效应。我们发现,量子效率,增益和能量分辨率的光谱退化,一旦打开偏置就开始:首先缓慢,然后在时间t_p之后急剧下降,时间t_p取决于温度和电压值。在飞行条件下(-20 ℃,-600 V)的初步测试表明,探测器应该在大于一天的时间尺度上保持稳定。我们还测量了170个肖特基CdTe探测器的平均激活能。我们发现了两种不同的探测器群体的证据:主要的一个中心在0.64 eV,解释为由于晶体中的镉空位,第二个人口中心在0.54 eV,与较低的表观电阻率(删节)。
2010-03-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
The CoMET multiperspective event tracker for wide field-of-view gamma-ray astronomy
CoMET研发项目的重点是开发一种新技术,用于观测能量在~200 GeV以上的地面甚高能$γ$射线,从而涵盖软谱源的发射。正在研究的CoMET阵列将1242个粒子探测器单元与大气切伦科夫光探测器结合在一起,这些单元分布在直径约160米的圆形区域内,并放置在非常高的高度(5.1公里)。受“HiSCORE”设计启发并针对感兴趣的能量范围进行改进的大气切伦科夫光探测器可以在晴朗的夜晚与粒子探测器一起工作。因此,该仪器成为宇宙多视角事件跟踪器(CoMET)。预计CoMET将改善对黑暗期间$γ$射线引起的簇射的到达方向、能量和簇射最大值确定的重建,这对于减少宇宙射线的背景污染至关重要。粒子和大气切伦科夫光探测器的原型已经安装在林奈大学在瑞典,而在平行,我们模拟完整的探测器响应和估计重建改善$γ$射线事件。在这方面的贡献,我们提出了蒙特卡罗模拟的探测器阵列,包括CORSIKA簇射模拟和自定义探测器响应模拟,连同粒子和大气切伦科夫光信息的耦合,完整的阵列的重建策略和检测性能上的点状VHE $γ$射线源。
2021-07-28 astro-ph.IM
The effect of annealing on the RHESSI gamma-ray detectors
9个RHESSI锗探测器自2002年发射以来,由于穿过地球辐射带造成的辐射损害,其性能逐渐恶化。为了恢复以前的灵敏度,光谱仪在2007年11月进行了退火处理。然而,它改变了RHESSI的响应,并影响了伽马射线暴的测量,例如,硬度比和光谱能力低于约100 keV。
2009-12-19 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Space Detectors for Gamma Rays (100 MeV - 100 GeV): from EGRET to Fermi LAT
空间高能(E>100 MeV)伽马射线探测器的设计取决于两个主要因素:(1)探测和测量伽马射线特性的基本物理学;(2)在空间长时间运行这种探测器的限制。技术的改进使探测器的性能取得了重大进展,康普顿伽马射线天文台上的EGRET和费米伽马射线空间望远镜上的LAT这两个成功的仪器就说明了这一点。
2015-06-25 astro-ph.IM
Detecting gamma-rays with moderate resolution and large field of view: Particle detector arrays and water Cherenkov technique
本文研究中等分辨率、大视场的地面伽马射线空气簇射探测器(如粒子阵列与WCD),对比成像大气切伦科夫望远镜,分析其连续运行、高占空比等性能特征及当前与未来实验。
2022-11-09 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Compact CubeSat Gamma-Ray Detector for GRID Mission
伽马射线综合探测器(GRID)任务是一个学生项目,旨在使用纳米卫星(立方体卫星)携带的多个伽马射线探测器,形成一个全天候全天伽马射线探测网络,监测多信使天文学时代的瞬态伽马射线天空。为这次飞行任务设计并安装了一个小型立方体卫星伽马射线探测器,包括其硬件和固件。该探测器采用4个Gd 2Al 2Ga 3 O 12:Ce(GAGG:Ce)晶体管和4个硅光电倍增器(SiPM)阵列,以低功耗和小尺寸实现了10 keV ~ 2 MeV的高探测效率。由本科生团队设计的第一个商业CubeSat探测器于2018年10月29日发射到太阳同步轨道。2019年进行在轨功能和性能测试后,探测器处于正常观测状态,并积累了大约一个月的数据。
2021-09-07 astro-ph.IM
A Double Layered Water Cherenkov Detector Array for Gamma-Ray Astronomy
地面粒子探测现在是TeV伽马射线天文学的一种行之有效的方法。在充满水的检测单元中产生的切伦科夫光的检测是一种经过验证且具有成本效益的方法。在这里,我们讨论的优化单位对未来的南方宽视场伽玛射线天文台(SWGO)。在这种情况下,我们研究了一种新型的配置,其中每个水切伦科夫探测器(WCD)的阵列中的单元包括两个黑色或反射壁室和一个单一的光电倍增管(PMT)在每个室。我们发现,这是一个具有成本效益的方法,提高了WCD阵列的性能相对于目前的方法。一个浅的下室与PMT朝下,使μ子标签和强子诱导的空气阵雨,这是在伽马射线天文学的主要来源的识别。我们调查如何伽马/强子分离功率和可实现的角分辨率取决于在这种配置中的探测器单元的几何形状和壁反射率。我们发现,优秀的角分辨率,背景抑制能力和低能量响应是可以实现的,在这种双层配置,在两个腔室的反射表面的帮助下。
2023-01-23 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Study on optimization of water Cherenkov detector array of LHAASO project for surveying VHE gamma rays sources
提出了在中国云南香格里拉建立一个水切伦科夫探测器阵列LHAASO-WCDA。作为LHAASO项目的主要组成部分之一,它的主要目的是调查北部天空的伽马射线源的能量范围从100 GeV到30 TeV。为了有效地设计水切伦科夫阵列,节省预算,进行了蒙特卡罗模拟。通过仿真,得到了不同阵列结构的性能价格比,并进行了比较,为下一步更详细的实验设计提供了指导。
2013-07-03 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Design and expected performance of a novel hybrid detector for very-high-energy gamma astrophysics
目前用于极高能$γ$射线天体物理学的探测器要么是具有小视场的指向仪器(切伦科夫望远镜),要么是具有相对较大能量阈值的大视场仪器(广泛的空气簇射探测器)。在这篇文章中,我们提出了一种新的混合广泛的空气簇射探测器敏感的能量区域从约100 GeV。该探测器结合了一个小的水切伦科夫探测器,能够提供在地面上的簇射粒子的量热测量,与电阻板室,有助于显着准确的簇射几何重建。对这种探测器概念的全面模拟表明,它能够在亚TeV能量区达到比任何以前的伽马射线宽视场实验更好的灵敏度。预计它将在一年内探测到一个具有$5σ$意义的比蟹状星云更暗的源,其能量为$100\,$ GeV,而在$1\,$ TeV以上,则探测到一个比蟹状星云更暗的源,其亮度为蟹状星云的10%。因此,该仪器适合探测瞬态现象,使其成为一个非常强大的工具,可以触发对可变源的观测,并探测与引力波和伽马射线暴耦合的瞬态现象。
2018-03-26 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Expected performance of the ALTO particle detector array designed for 200 GeV - 50 TeV gamma-ray astronomy
CoMET是R $\&$ D的一个项目,旨在设计一个对$\sim$ 200 GeV以上能量敏感的甚高能伽马射线观测站。科学目标包括连续观测软谱VHE伽马射线源,如活动星系核(AGN)和瞬变,如伽马射线暴(GRB)。有了这些目标,CoMET被设计成具有低能量阈值,在高海拔处具有约2 sr的宽视场,并将ALTO粒子探测器与CLiC空气切伦科夫探测器相结合。在这篇文章中,我们只关注ALTO粒子探测器阵列的性能。水切伦科夫探测器用于探测大气簇射中的次级粒子,而散射器用作μ子计数器。详细的研究是通过空气淋浴,检测器和触发模拟,然后由事件参数的重建和信号(伽马射线)从背景(宇宙射线)的提取。我们目前的灵敏度的ALTO探测器使用两个SEMLA分析配置的天体物理源的列表。
2021-07-27 astro-ph.IM
First Detection of the Powerful Gamma Ray Burst GRB221009A by the THEMIS ESA and SST particle detectors on October 9, 2022
本研究利用NASA THEMIS任务四艘航天器上的粒子探测器,以高时间分辨率首次记录了2022年10月9日发生的强力伽马射线暴GRB 221009A,解析了其精细结构和尖峰时间尺度。
2023-04-21 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.space-ph
On-ground calibrations of the GRID-02 gamma-ray detector
伽马射线综合探测器是一个空间项目,目的是在多信使天文学时代利用立方体卫星上的多个探测器监测瞬变伽马射线天空。第二个GRID探测器GRID-02于2020年发射。探测器的性能,包括能量响应,有效面积,角响应,和温度偏置的依赖性,在实验室中校准,并在这里提出。这些测量结果与粒子跟踪模拟进行了比较,并验证了将用于生成探测器响应的Geant 4模型。
2021-12-20 astro-ph.IM physics.ins-det
Instrumenting a Lake as a Wide-Field Gamma-ray Detector
本文探索将水切伦科夫探测单元直接部署于湖泊中的可能性,该方案具成本低、屏蔽好的优势,已作为南方广角伽马射线天文台的扩展选项,展示了原型机结果及全尺寸部署概念。
2025-04-14 astro-ph.IM
Studies of Gamma-Ray Shower Reconstruction Using Deep Learning
宇宙多视角事件跟踪器(CoMET)研发项目旨在通过使用粒子探测器(称为ALTO探测器)和大气切伦科夫光收集器(称为CLiC探测器)的甚高能伽马射线观测,优化软谱源探测技术。仅使用表面阵列精确重建伽马射线事件的能量和最大深度是低能量下特别具有挑战性的问题,也是该项目的重点。在这篇文章中,我们仅使用ALTO检测器利用卷积神经网络(CNN),与SEMLA分析过程相比,尝试在较低能量(< 1 TeV)下提高重建性能,SEMLA分析过程是一种使用手动导出特征的更传统的方法。
2021-07-29 astro-ph.IM
Monte Carlo Simulation of Angular Response of GRID Detectors for GRID Mission
本文为GRID任务开发了专门的Monte Carlo模拟框架,通过模拟探测器及其搭载的NanoSat获取不同入射角和能量光子的角响应,经地面校准验证后成功应用于GRB数据分析。
2024-10-17 astro-ph.IM
Performance of the MeV gamma-ray telescopes and polarimeters of the future. $γ\to e^+ e^-$ in silicon-detector active targets
正在开发一些技术,以解决康普顿望远镜和望远镜对之间存在的巨大灵敏度差距,并将偏振测量扩展到MeV伽马射线世界。我的特点的一个活跃的目标的属性,详细说明了各种贡献的角分辨率,使用一个完整的五维事件发生器的贝特-海特勒微分截面。用同样的工具,我还检查了在转换晶片中的多重散射引起的偏振不对称性的稀释。
2019-06-25 astro-ph.IM
Exploration of a 100 TeV gamma-ray northern sky using the Tibet air-shower array combined with an underground water-Cherenkov muon-detector array
为了观测10 - 1000 TeV能量范围内的宇宙伽马射线,我们提出了一个10000 m^2的地下水切伦科夫μ子探测器(MD)阵列,该阵列与西藏空气簇射(AS)阵列一起工作。通过利用伽马射线引起的空气簇射与宇宙射线引起的空气簇射相比含有少得多的μ子这一事实,预计西藏AS阵列对10 TeV以上的天体伽马射线信号的灵敏度将有显着提高。我们进行了详细的蒙特卡罗模拟,以评估西藏AS+MD阵列对天体TeV γ射线信号的可达到的灵敏度。根据模拟结果,西藏AS+MD阵列将能够拒绝99.99%的100 TeV的背景事件,保留83%的伽马射线事件。在20 - 100 TeV附近,西藏AS+MD阵列的灵敏度将比目前的西藏AS阵列好约20倍。西藏AS+MD阵列将测量天体TeV伽马射线源的方向及其能谱的截止点。此外,Tibet AS+MD阵列将与成像大气切伦科夫望远镜以及费米伽马射线太空望远镜和朱雀和MAXI等X射线卫星一起进行多波长观测,并对源进行形态学研究,以寻求宇宙射线加速机制的强子性质的证据。
2009-07-27 astro-ph.IM
A compact and modular X and gamma-ray detector with a CsI scintillator and double-readout Silicon Drift Detectors
一个未来的紧凑和模块化的X和伽马射线光谱仪(XGS)已经设计和一系列的原型已经开发和测试。该实验设想使用CsI闪烁体棒,由单单元25 mm2硅漂移探测器在两端读出。数字算法用于区分硅层中吸收的事件(较低能量X射线)和闪烁体晶体中吸收的事件(较高能量X射线和伽马射线)。的原型表征和模块化设计,为未来的实验与可能的天体物理学应用(例如,为欧空局M5电话提出的THESEUS任务)进行了讨论。
2017-04-20 astro-ph.IM physics.ins-det
Simulation study for the proposed wide field-of-view gamma-ray detector array ALTO
ALTO是一个用于甚高能伽马射线天文学的宽视场空气簇射探测器阵列,拟安装在南半球海拔约5.1公里的高度。该阵列将使用水切伦科夫探测器,如HAWC天文台,但与闪烁探测器相结合,以探测大气中VHE伽马射线引起的空气簇射。它的设计是为了获得更低的能量阈值、更好的能量和角分辨率以及更高的灵敏度。该阵列将由分布在直径约160米的圆形区域内的约1250个小型(直径3.6米)探测器单元组成。每个探测器单元将由一个水切伦科夫探测器和一个液体闪烁探测器组成,液体闪烁探测器下面将优先识别μ子,促进背景(宇宙射线)抑制,从而提高灵敏度。由于探测器的紧密排列和体积小,可以对地面的空气簇射足迹进行精细采样,因此,背景抑制能力将进一步增强。在这方面的贡献,我们提出了蒙特卡罗模拟的实验进行CORSIKA和GEANT 4模拟包。阵列的重建精度的簇射核心和到达方向,以及初步估计的触发能量阈值后,初步选择削减一个点状伽马射线源的预期性能。
2017-08-03 astro-ph.IM physics.ins-det
A low-energy sensitive compact gamma-ray detector based on LaBr3 and SiPM for GECAM
引力波高能电磁对应物全天监测器项目是中国计划用于探测X射线和伽马射线对应物的空间望远镜。它由低地球轨道上的两颗微型卫星组成,具有瞬时全天覆盖、低能量阈值低至6 keV的优点,可以在短时间内和小预算内实现。由于微小卫星体积、重量和功耗的限制,采用硅光电倍增器(SiPMs)代替光电倍增管(PMT)组装新型γ射线探测器。利用LaBr3晶体制作了一个SiPM阵列的原型,并进行了测试,结果表明该阵列具有较高的探测效率(在5.9 keV时,探测效率为70%)和可接受的均匀性。该探测器可以通过简单的读出电路探测到5.9keV的低能X射线,在662keV处能量分辨率为6.5%(FWHM)。本文详细讨论了该探测器的设计和性能。
2018-09-14 astro-ph.IM physics.ins-det
Analytical Fitting of Gamma-ray Photopeaks in Germanium Cross Strip Detectors
本文针对锗交叉条带探测器中由电荷共享导致的光电峰低能尾部问题,通过模拟电荷共享过程开发了一种解析拟合形状函数,能稳健拟合谱线轮廓并准确重现相互作用能量、噪声宽度及计数,为探测器校准与科学解释提供精确建模。
2023-07-17 astro-ph.IM nucl-ex
Study of water Cherenkov detector design for ground-based gamma-ray experiments
在SWGO实验的发展框架中,我们对基于水切伦科夫探测器阵列的广泛的空气簇射天文台的单个单元进行了详细的研究。事实上,SWGO的一种可能的水切伦科夫探测器单元配置由水箱组成,为了达到高探测效率和伽马射线和强子空气簇射之间的区分能力,正在研究不同的水箱设计。在这项研究中,我们考虑了双层坦克与几个大小,形状和数量的光电倍增管(PMT)。具有广泛空气簇射中的次级粒子的典型能量的μ子、电子和伽马射线已经被模拟以从0到60度的天顶距进入储罐。考虑由PMT产生的光电子的数量、检测效率和第一光子的测量的时间分辨率来评估槽响应。该分析允许比较具有不同尺寸、PMT配置以及具有圆形、六边形和正方形几何形状的坦克的性能。本文将讨论所使用的方法和结果。
2022-05-04 astro-ph.IM physics.ins-det
LATTES: a new gamma-ray detector concept for South America
目前,用于天体物理学的甚高能伽马射线的探测依赖于广泛的空气簇射(EAS)的测量,无论是使用切伦科夫探测器还是具有较大视场但也具有较大能量阈值的EAS阵列。在这次演讲中,我们提出了一种新的混合探测器的概念,EAS阵列具有更高的灵敏度,在较低的能量($\sim 100\,$ GeV)。我们讨论了它的主要特点,能力和目前的预期perfomances和sensitivity.This宽视场的实验计划安装在高海拔在南美洲,使其成为一个补充项目,计划切伦科夫望远镜实验和一个强大的工具,以触发进一步的观测变量源和检测瞬态现象。
2018-04-30 astro-ph.IM hep-ex
The performance of SiPM-based gamma-ray detector (GRD) of GECAM-C
作为GECAM任务的新成员,GECAM-C(也称为高能暴搜索器,HEBS)是SATech-01卫星上的伽马射线全天监测器,于2022年7月27日发射,用于探测6 keV至6 MeV的伽马射线瞬变,如伽马射线暴(GRB),引力波(GW)和快速射电暴(FRB)的高能对应物,和软伽马射线中继器(SGR)。与2020年12月发射的GECAM-A和GECAM-B一起,GECAM-C将大大改善伽马射线瞬变的监测覆盖范围,定位以及时间和光谱测量。GECAM-C采用12个基于SiPM的伽马射线探测器(GRD)来探测伽马射线瞬变。本文首先简要介绍了GECAM-C GRD的设计,然后重点介绍了GRD的地面试验和飞行性能。并对GECAM-C和GECAM-B的SiPM飞行性能进行了对比研究。结果显示GECAM-C GRD按预期工作,并已准备好进行科学观察。
2023-03-07 astro-ph.IM physics.ins-det
Ground calibration of Gamma-Ray Detectors of GECAM-C
本文报道GECAM-C卫星12个伽马射线探测器的地面标定实验与数据分析结果,验证了探测器性能及蒙特卡罗模拟的准确性。
2023-05-30 astro-ph.IM physics.ins-det
From a single encapsulated detector to the spectrometer for INTEGRAL satellite: predicting the peak-to-total ratio at high gamma-energies
在最近的两篇论文(R。Kshetri,JINST 2012 7 P04008;同上,P07006),概率形式主义被引入到预测封装型复合锗探测器的响应,如SPI(光谱仪的INTEGRAL卫星)。预测的峰-总和峰-背景比给出在1.3兆电子伏的addback操作模式。在两篇独立的论文中讨论了该形式在三叶草锗探测器中的应用。Kshetri,JINST 2012 7 P07008;同上,P08015)。使用这些文件中开发的基本方法,我们第一次提出了一个程序,用于计算的峰值总比的簇探测器的伽马能量高达8兆电子伏。结果显示为裸和抑制探测器以及单晶和addback操作模式。我们已经考虑了实验数据(i)峰总比在1.3 MeV,和(ii)单探测器效率和addback因子为其他能量高达8 MeV。使用这些数据,计算其他复合探测器的峰总比的近似方法,示出。考虑到SPI光谱仪的数据,我们的方法(能量高达8兆电子伏)的实验验证已得到证实。我们已经讨论了各种操作模式和抑制情况之间的比较。本文是复合锗探测器系列论文的第五篇,首次讨论了由小球、团簇和SPI探测器组成的复杂探测器的折叠分布和峰总比的变化。我们的工作可以提供指导,在设计新的复合探测器,并在与现有的高能γ射线探测器进行实验研究。
2012-11-05 astro-ph.IM nucl-ex physics.ins-det