Background rejection using image residuals from large telescopes in imaging atmospheric Cherenkov telescope arrays
识别由μ子产生的切伦科夫光被认为是一种有希望的方法，以显着提高成像大气切伦科夫望远镜（IACT）阵列在高能量下的背景抑制能力。然而，μ子识别仍然是一项具有挑战性的任务，有效的算法仍在开发中。我们提出了一种方法，而不是识别切伦科夫光的μ子，我们只是考虑存在的切伦科夫光以外的主簇射图像的IACTs与大的镜子面积。我们证明了在H.E.S.S.五个望远镜的阵列，这种方法导致在所有能量超过1 TeV的背景抑制改善。特别地，在能量高于20 TeV时，抑制功率可以提高因子$\sim3-4$，同时保持原始伽马射线效率的$\sim90\%$。
2022-11-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
Characterisation of the Atmosphere in Very High Energy Gamma-Astronomy for Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes
本文利用MAGIC激光雷达和CTAO FRAM的历史数据，表征拉帕尔马岛ORM上方云层和气溶胶透射特性，以支持VHE伽马天文观测中的数据修正与观测调度优化。
2024-09-03 astro-ph.HE astro-ph.IM
Convolution and Graph-based Deep Learning Approaches for Gamma/Hadron Separation in Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes
针对成像大气切伦科夫望远镜中伽马/强子分离，提出三种深度学习模型，其中结合卷积与图神经网络的方法性能优于传统方法，并利用重建信息提升泛化能力。
2025-10-07 astro-ph.HE
Multi-View Deep Learning for Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes
本文研究多视角深度学习在H.E.S.S.切伦科夫望远镜数据中的应用，发现视角信息融合的时机比融合方法对模型性能影响更大。
2024-03-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
Muons as a tool for background rejection in Imaging Atmospheric Cherenkov Telescope arrays
在宇宙射线质子和原子核引发的空气簇射中，μ介子的存在被公认为是将这种簇射与伽马射线引发的簇射分开的有力工具。然而，到目前为止，这种方法已被充分利用，只有地面粒子探测阵列。我们探讨了使用切伦科夫光μ子作为背景抑制工具成像大气切伦科夫望远镜阵列在最高能量的可行性。我们采用的切伦科夫光从个别μ子的分析模型，允许快速模拟大量的阵雨在混合模式。这使我们能够以可接受的计算时间成本探索非常高的背景抑制功率范围。我们表明，非常大（$\gtrsim$ 20米镜直径）的望远镜，有效的识别μ子光可能会导致高达10 $^{-5}$的背景抑制水平，同时保持高效率的伽马射线。虽然在成像切伦科夫望远镜阵列的数据分析中有效利用μ子切伦科夫光仍然存在许多挑战，但我们的研究表明，对于至少包含一个大型望远镜的阵列，这是一个非常值得努力的工作。
2021-11-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
Muons as a tool for background rejection in imaging atmospheric Cherenkov telescope arrays
在宇宙射线质子和原子核引发的空气簇射中存在μ介子，这是一个很好的工具，可以将这种簇射与伽马射线引发的簇射区分开来。然而，到目前为止，这种方法已被充分利用，只有地面粒子探测阵列。在这篇文章中，我们探讨了使用切伦科夫光从μ子作为背景抑制工具成像大气切伦科夫望远镜阵列在最高能量的可行性。我们采用的切伦科夫光从个别μ子的分析模型，允许快速模拟大量的阵雨在混合模式。这允许在计算时间方面以可接受的成本探索非常高的背景抑制功率状态。我们发现，对于非常大的望远镜（$\gtrsim$ 20米直径），有效的识别μ子将提供一个重大的改进，相对于标准的背景抑制技术在能量超过几十TeV。
2021-09-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
Feasibility of VHE gamma ray detection by an array of imaging atmospheric Cherenkov telescopes using the fluorescence technique
在过去的20年里，天体粒子物理学的新技术得到了发展，提供了对电磁波谱最高端的访问。已经表明，一些源发射光子的能量接近100 TeV。然而，这些光子的通量非常低，需要新的探测技术来提高能量。一项新技术将使用新一代切伦科夫望远镜，即，Cherenkov望远镜阵列（CTA）被提议进一步推动能源前沿。它是基于探测广泛的空气簇射中发出的荧光辐射，这是一种成功用于超高能宇宙射线实验的方法，如皮埃尔俄歇天文台。它将补充标准的大气层切伦科夫成像技术，只需对目前正在为CTA开发的硬件进行微小修改，并且在其计划运行期间不会产生大量额外费用。
2015-08-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
A Run-Wise Simulation and Analysis Framework for Imaging Atmospheric Cherenkov Telescope Arrays
介绍了一种新的成像大气切伦科夫望远镜（IACT）阵列的模拟和分析方法，模拟了实际观测条件以及每个观测单元的望远镜配置。与现有的框架相比，通常使用预定义的设置生成模拟，这种运行方式的模拟方法意味着更真实的模拟，从而降低了系统的不确定性。这种专用模拟概念的计算工作量与不同观测配置的数量无关，但与观测时间呈线性关系。这对应于日益复杂的当前和未来IACT阵列的巨大优势，其中相空间的大小使得使用经典模拟方案生成达到系统学要求的模拟在计算上不可行。
2020-07-03 astro-ph.HE astro-ph.IM
Investigations of the Systematic Uncertainties in Convolutional Neural Network Based Analysis of Atmospheric Cherenkov Telescope Data
通过使用卷积和递归神经网络的机器学习是改善成像大气切伦科夫望远镜的背景抑制性能的一个有前途的途径。然而，对于科学分析来说，至关重要的是，它们的性能在各种观测条件和仪器状态下保持稳定。我们研究卷积递归网络的稳定性，将其应用于玩具蒙特卡罗模拟的切伦科夫望远镜阵列的背景抑制。然后，我们在模拟中改变一系列的观察和仪器参数。一般来说，大多数系统分类的水平并不比传统分析高出多少。然而，发现神经网络预测对相机内的噪声水平有很强的依赖性，在非常嘈杂的环境中，伽马射线接受率的差异高达50%。从这些研究中观察到的性能差异可以清楚地看出，当在切伦科夫望远镜观测中使用此类网络进行背景抑制时，必须在最终分析的训练步骤中考虑这些观测效应。
2022-03-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
On the potential of atmospheric Cherenkov telescope arrays for resolving TeV gamma-ray sources in the Galactic Plane
对一组成像大气切伦科夫望远镜探测复杂区域伽马射线源的潜力进行了研究。伽马射线仪器的基本特性已使用简单的解析表达式参数化。除了理想的（高斯形式）点扩散函数（PSF）的影响，更现实的非高斯PSF的尾巴已被考虑。模拟孤立的点状和扩展源已被用作基准测试和理解的仪器的响应。分析了仪器分辨多源的能力，计算了相应的仪器灵敏度。这些结果对于位于银河平面拥挤区域的弱伽马射线发射体特别有意义，在那里，在1度内聚集两个或更多伽马射线源的机会很高。
2016-03-14 astro-ph.HE astro-ph.IM
Background Rejection in Atmospheric Cherenkov Telescopes using Recurrent Convolutional Neural Networks
在这项工作中，我们提出了一个新的，高性能的算法，在成像大气切伦科夫望远镜的背景抑制。我们建立在已经流行的机器学习技术在伽马射线天文学中使用的最新技术在机器学习中的应用，即循环和卷积神经网络，背景抑制问题。这些机器学习技术的使用解决了当前实现的算法中遇到的一些关键挑战，并有助于显著提高所有能量下的背景抑制性能。我们将这些机器学习技术应用于H.E.S.S.望远镜阵列，首先测试其性能的模拟数据，然后应用分析两个众所周知的伽马射线源。与真正的观测数据，我们发现显着提高性能，目前的标准方法，与20- 25%的背景率降低时，应用递归神经网络分析。重要的是，我们还发现卷积神经网络的结果强烈依赖于源区域的天空亮度，这对该方法在切伦科夫望远镜分析中的未来实施具有重要意义。
2019-10-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Formation of Condensation on Cherenkov Telescope Mirrors
成像大气切伦科夫望远镜的反射镜在几个方面与传统天文望远镜的反射镜不同，尤其是它们暴露在元素中。可能出现的问题之一是在某些大气条件下观察期间在镜子上形成冷凝，这对望远镜的操作具有重要影响。这篇文章讨论了为什么望远镜的反射镜遭受冷凝，并描述了大气条件和反射镜的设计，这可能是有问题的。
2013-07-24 astro-ph.HE astro-ph.IM
Sun/Moon photometer for the Cherenkov Telescope Array - first results
用成像大气切伦科夫技术测定γ光子的能量和通量，强烈依赖于大气的光学性质。因此，在未来的观测切伦科夫望远镜阵列（CTA）的大气监测以及预期的长期监测，以表征大气条件的整体性质和年度变化是非常重要的。为了长期监测大气状况，CTA站点已经安装了几台仪器。其中之一是安装在CTA南部站点的太阳/月亮光度计CE 318-T。由于光度计安装在大气条件非常稳定的地方，它也可用于表征其性能和测试气溶胶光学厚度（AOD）反演，云筛选和校准的新方法。在这项工作中，我们描述了我们的校准方法，夜间测量和修改的云屏蔽夜间AOD检索的目的。我们将这些方法应用于两个月的观测，并给出了AOD在四个光度通带中的分布及其不确定性。
2017-09-13 astro-ph.HE astro-ph.IM
Gamma-hadron Separation in Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes using Quantum Classifiers
本文介绍了一种利用量子机器学习在成像大气切伦科夫望远镜（IACT）中分离γ强子的新方法。IACTs捕获了由极高能量伽马射线产生的广泛空气簇射（EAS）的图像。我们已经使用了QML算法，量子支持向量分类器（QSVC）和变分量子分类器（VQC）的事件的二进制分类成信号（伽马）和背景（强子）使用的图像参数。MAGIC伽马望远镜数据集用于本研究，该数据集由Monte Carlo软件Coriska生成。这些量子算法实现了与标准多元分类技术相当的性能，并可用于解决各种现实问题。通过超参数整定提高了分类精度。我们提出了一种新的架构，有效地使用QSVC在大型数据集，并发现聚类提高了整体性能。
2022-10-30 astro-ph.HE astro-ph.IM
A high performance likelihood reconstruction of gamma-rays for Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes
我们提出了一个复杂的伽玛射线似然重建技术成像大气切伦科夫望远镜。该技术是基于比较的原始切伦科夫相机像素图像的光子引起的大气粒子簇射与半解析模型的预测。该方法是由CAT实验在20世纪90年代，并已进一步开发了一个新的拟合算法的基础上使用的所有像素在相机中的对数似然最小化，夜空背景噪声的精确治疗，使用立体视觉和引入的第一个相互作用深度作为参数的模型。与使用中的其他技术相比，该重建技术提供了光子诱导簇射的更精确的方向和能量重建，以及更好的伽马效率，特别是在低能量下，以及改进的背景抑制。对于H.E.S.S.在实验中，与H.E.S.S.相比，重建技术的灵敏度提高了约2倍。基于相机图像的二阶矩的标准重建技术（Hillas参数技术）。
2011-04-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
A Monte Carlo template-based analysis for very high definition imaging atmospheric Cherenkov telescopes as applied to the VERITAS telescope array
我们提出了一个复杂的似然重建算法，用于成像切伦科夫望远镜的簇射图像分析。重建算法基于相机像素幅度与基于蒙特卡罗模型的预测的比较。簇射参数由似然函数的最大化确定。作为淋浴适合参数的函数的可能性的最大化使用数值非线性优化技术来执行。CAT和H.E.S.S.已经开发了相关的重建技术。实验，并提供了一个更精确的方向和能量重建的光子诱导簇射相比，第二时刻的相机图像分析。示例显示的性能的分析模拟伽马射线数据从VERITAS阵列。
2015-09-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
Handling Systematic Uncertainties and Combined Source Analyses for Atmospheric Cherenkov Telescopes
为了应对越来越多的统计丰富的观测数据集的可用性，传统的大气切伦科夫望远镜的性能和适用性分析制度的系统占主导地位的测量不确定性进行检查。特别是，系统的不确定性影响的相对标准化的基准ON和OFF源采样区域-通常表示为α -的效果进行了研究，使用组合源分析作为一个代表性的例子。传统的累计ON和OFF源事件计数的总和被发现在所研究的上下文中执行次优，并且需要仔细校准以校正意外的和潜在的误导性统计行为。更具体地说，发现未能识别和纠正α的错误估计会导致对组合群体显著性的大幅高估，这种情况会随着目标多样性的增加而恶化。另一种联合似然技术的介绍，这是为了处理系统的不确定性，在一个统一的和统计上的鲁棒性的方式。这种替代方法被证明是产生显着增强的性能和可靠性相对于更传统的方法。
2012-12-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
Atmospheric muon fluxes at sub-orbital neutrino detectors
本研究针对亚轨道中微子望远镜的EAS信号背景问题，采用半解析技术结合大气粒子通量级联方程，量化了抵达EUSO-SPB2等亚轨道望远镜的大气μ子通量，为信号背景评估及单个EASμ子演化研究提供支撑。
2023-08-25 astro-ph.HE hep-ph
Probing Quantum Gravity with Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes
来自天体物理源的高能光子是量子引力（QG）候选理论某些预言的独特探针。特别是，成像大气切伦科夫望远镜（IACT）是优化的仪器，用于从几十GeV到~100 TeV的能量范围内的天文观测，这使得它们成为寻找QG效应的优秀仪器。在这篇文章中，我们将审查QG效应，可以测试与IACT，最显着的洛伦兹不变性违反及其后果。它通常表示和建模的光子色散关系修改通过引入能量依赖项。我们将描述不同研究中采用的分析方法，以便仔细讨论和比较二十多年来使用IACT获得的结果。随着该领域的历史发展，我们将观察分析方法如何随着时间的推移而得到改进和改进，并分析为什么有些研究比其他研究更敏感。最后，我们将讨论该领域的未来，提出提高分析灵敏度的想法和研究发展的方向。
2021-09-19 astro-ph.HE hep-ex
An image-based array trigger for Imaging Atmospheric Cherenkov Telescope Arrays
预计即将到来的下一代大气切伦科夫望远镜阵列将包括一些使用双镜Schwarzschild-Couder配置建造的中型望远镜。这些望远镜将使用包括多个$10^{4}$单独读出通道的密集像素化相机对宽（$8^{\circ}$）视场进行采样。与预期的单望远镜触发率一致的读出频率将导致相当大的数据率。为了改善这些数据速率，一种新的，硬件级的分布式智能阵列触发器（DIAT）的设想。DIAT的副本在每个望远镜处自主操作，并使用来自附近望远镜的有限子集的分辨率降低的成像数据来否决相机读出之前的事件{以及集中存储或聚合所需的相机数据的任何后续网络传输}。我们提出的蒙特卡罗模拟的结果，评估的“视差宽度”的有效性，可以使用的DIAT，以有效地区分真正的伽马射线发起的事件和不需要的背景事件，由强子宇宙射线发起的。
2018-02-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
Optimal strategies for observation of active galactic nuclei variability with Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes
可变发射是活动星系核的主要特征之一。虽然提供了关于源的性质和物理学的宝贵信息，但可变性通常具有挑战性，难以用成像大气切伦科夫望远镜（IACT）等时间和视野有限的天文观测台进行观测。在这项工作中，我们解决了两个问题相关的观测活动星系核的变化特征的来源：什么是最有效的方法来检测这样的来源，以及什么是观测偏差，可以通过选择的观测策略进行盲目调查的天空。不同的观测策略进行了评估，使用模拟的光变曲线和现实的仪器响应函数的切伦科夫望远镜阵列（CTA），未来的伽马射线天文台。我们表明，利用非常小的观察窗口，在很长的时间内传播的策略，允许更快地检测的源，并较少受影响的变化特性的来源，相比的策略，集中观察时间在少数几个大的观察窗口。虽然使用CTA作为一个例子，我们的结论是概念上有效的任何IACTs设施，并在一般情况下，所有观测站的小视场和有限的占空比。
2016-03-17 astro-ph.HE astro-ph.IM
The case of the missing VHE GRBs: A retrospective study of Swift gamma-ray bursts with Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes
本文通过分析2004至2022年Swift探测的伽马射线暴，结合观测条件与X射线-VHE关系，识别出12个最可能被IACT遗漏的VHE伽马射线暴，并预测CTA将把年探测率提升至约4个。
2024-02-02 astro-ph.HE
An Analog Trigger System for Atmospheric Cherenkov Telescopes
切伦科夫望远镜阵列通常使用多级触发方案，以保持来自夜空背景的随机触发率较低。在第一阶段，各个望远镜从望远镜相机中的像素信息产生触发信号。最后的事件触发器是通过组合来自几个望远镜的触发信号形成的。在这张海报中，我们提出了切伦科夫望远镜阵列望远镜触发器的可能方案，该方案基于望远镜相机中像素的模拟脉冲信息。该系统所有部件的先进版本已经生产出来，工作原型已经过测试，显示出符合原始规格的性能。最后，将处理与在望远镜照相机和整个阵列中集成触发系统有关的问题。
2013-07-11 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Layout optimization and Performance of Large Array of imaging atmospheric Cherenkov Telescope (LACT)
本文研究了LACT阵列的布局优化与性能，通过模拟大、小天顶角两种观测模式，证实其在超高能事件和低能阈值下表现优异，为瞬变现象及超高能伽马源观测提供了重要指导。
2024-09-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
Studies on a silicon-photomultiplier-based camera for Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes
成像大气切伦科夫望远镜（IACT）是一类专门用于基于探测伽马射线与地球大气相互作用中产生的切伦科夫辐射来对宇宙VHE伽马射线发射进行地面观测的仪器。这种仪器的关键要素之一是由光电探测器组成的像素化焦平面相机。迄今为止，光电倍增管（PMT）由于其高的光子探测效率（PDE）和快速的时间响应而一直是常见的选择。最近，硅光电倍增器（SiPM）作为替代物而出现。这种快速发展的技术在PDE方面有很大的潜力优于基于PMT的技术，这将进一步提高IACT的灵敏度，并降低每平方毫米探测器面积的价格。我们正在为MAGIC望远镜的焦平面相机开发一种基于SiPM的模块，以探索IACT的这种技术，该技术具有几平方米的大型焦平面相机。我们将描述我们正在探索的解决方案，以便使用光线跟踪模拟来平衡具有竞争力的性能和对整体MAGIC相机设计的最小影响。我们进一步提出了一个基于蒙特卡罗模拟的整体光吞吐量的比较研究，并考虑IACT的主要硬件元素的属性。
2017-01-13 astro-ph.HE astro-ph.IM
Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes pointing determination using the trajectories of the stars in the field of view
本研究提出一种无需专用辅助硬件与特定采集模式的通用IACT指向确定新方法，通过重建恒星位置并正交距离回归拟合轨迹，经LST-1调试数据验证兼具稳定性与优异指向性能。
2023-10-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
An Alignment System for Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes
成像大气切伦科夫望远镜（IACT）所使用的反射镜由安装在大框架上的镶嵌式反射镜阵列组成。这种布置允许具有足够光学质量的非常大的反射表面，用于以适中的价格实现IACT技术。这种反射器的主要挑战是保持光学质量，这取决于数百个镜面的单独对准。我们描述了一种测量和校正VERITAS望远镜使用的反射器的镜面对准的方法。这种方法使用一个CCD相机，放置在反射镜的焦点，当望远镜对一颗恒星进行光栅扫描时，它获取一系列反射镜的图像。当望远镜直接指向恒星时，对准良好的小平面会显得明亮，而当望远镜指向方向和恒星之间的角度是镜子失准角的两倍时，失准的小平面会显得明亮。因此，来自这些扫描的数据可以用于产生一组可以应用于刻面的校正。在这方面的贡献，我们报告的初步经验，基于这一原则的对准系统。
2009-07-28 astro-ph.HE 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
Probing the Pulsar Origin of the Anomalous Positron Fraction with AMS-02 and Atmospheric Cherenkov Telescopes
PAMELA、Fermi-LAT和AMS-02最近的观测结果已经明确表明，宇宙射线正电子分数上升到10 GeV以上，这一特征在自洽的银河系宇宙射线传播模型的次级正电子产生范式下是不可能模拟的。正电子比例上升的主要解释是电子-正电子对的额外来源，例如一个或多个成熟的，充满活力的，相对较近的恒星。我们指出，任何一个著名的附近的恒星，Geminga和Monogem，可以令人满意地提供足够的正电子再现AMS-02的观测。这种情况的一个确凿证据是宇宙射线电子和正电子到达方向的各向异性，这可能被现有或未来的望远镜探测到。目前，预测的各向异性水平与Fermi-LAT和AMS-02的限值一致。我们认为，大气切伦科夫望远镜（ACTs）的大收集面积，使它们成为检测这种各向异性的最佳工具。具体来说，我们表明，大部分的质子和伽马射线的背景，这会影响测量的宇宙射线电子-正电子光谱与ACT，可以控制在搜索各向异性。我们的结论是，使用档案ACT数据的观测已经可以约束或证实正电子异常的脉冲星起源，而即将到来的仪器（如切伦科夫望远镜阵列）将提供强有力的约束上升的正电子分数的来源。
2013-05-29 astro-ph.HE hep-ph
An Approach to Gamma-Hadron Separation via Measurements of the Middle-UV Fraction of EAS emission by an Imaging Atmospheric Cherenkov Telescope with UV-Sensitive SiPM detectors
本文利用蒙特卡罗方法对配备SiPM和双波段滤光片的TAIGA-IACT望远镜进行建模，通过测量广延大气簇射中的紫外辐射比例实现高效伽马-强子分离，在10-100 TeV能段品质因子最高达5.07。
2024-10-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
Search for Dark Matter Subhalos in the High-Energy Gamma-ray Band with Fermi and the Cherenkov Telescope Array
我们讨论了潜在的探测暗物质和表征其粒子性质通过观察暗物质subhalos。具体来说，我们讨论了寻找暗物质银河系subhalos在伽马射线波段的大面积望远镜上的费米伽马射线太空望远镜，和未来一代的成像大气切伦科夫望远镜，最好的代表计划切伦科夫望远镜阵列。
2013-05-04 astro-ph.HE
A method for enhanced gamma-proton discrimination with imaging atmospheric Cherenkov telescopes
School of Physical Science and Technology, Southwest Jiaotong University（西南交通大学物理科学与技术学院）
针对成像大气切伦科夫望远镜伽马-质子鉴别能力不足的问题，提出基于切伦科夫光子发射位置横向分布的新观测量，并结合似然比方法，在1 TeV附近将鉴别性能提升约一个数量级。
2026-09-21 astro-ph.HE hep-ex
Predictions of TeV emission for a set of hard BL Lac objects
我们将分析重点放在55个具有硬费米伽马射线谱的BL Lac天体上，并且我们之前的研究已经确定了这些天体的红移或红移下限。我们将4FGL目录给出的光谱拟合外推到VHE波段（>0.1 TeV），这可以通过成像大气切伦科夫望远镜来探索。此外，我们考虑到由于河外背景光的吸收，强烈依赖于红移。最后，我们比较我们的结果与公开可用的灵敏度曲线的选择成像大气切伦科夫望远镜阵列目前正在运行或正在建设中。从我们的外推和模拟中，我们发现了大量有希望的候选者，可用于即将到来的切伦科夫望远镜阵列天文台的观测。
2021-10-08 astro-ph.HE
Atmospheric Cherenkov Telescopes as a Potential Veto Array for Neutrino Astronomy
冰立方中微子天文台揭示了高能天体物理中微子源的存在。然而，由于天体物理学中微子很难从大气中宇宙射线诱导的粒子级联产生的大气中微子背景中分离出来，因此对中微子来源的识别具有挑战性。有效地探测与探测到的中微子同时发生的空气簇射，可以大大减少这些背景，提高中微子望远镜的灵敏度。成像空气切伦科夫望远镜（IACTs）对50 GeV到50 TeV范围内的伽马射线（和宇宙射线）引起的空气簇射敏感，因此可以用作中微子观测站的背景标识符。本文介绍了一个小规模，宽视场，成本效益的IACT阵列作为中微子天文学的空气簇射否决权的可行性。一个由250到750个望远镜组成的表面阵列将显著提高像IceCube这样的立方望远镜规模探测器的性能，而成本只有原始投资的百分之几。阵列中望远镜的数量可以根据天文学和几何学的考虑进行优化。
2020-01-08 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Observations of the Crab Nebula with MACE (Major Atmospheric Cherenkov Experiment)
本文报告了MACE望远镜对蟹状星云80 GeV至约5 TeV甚高能伽马射线的探测结果，给出了对数抛物线能谱参数，并验证了其光变曲线和能谱分布与已有测量一致。
2024-04-02 astro-ph.HE hep-ex
Performance of the Cherenkov Telescope Array in the presence of clouds
切伦科夫望远镜阵列（CTA）是未来极高能量伽马射线天文学的地面观测站。大气层是切伦科夫望远镜不可或缺的一部分。不同的大气条件，如云，可以减少空气簇射中产生的切伦科夫光子到达地面望远镜的比例，这可能会影响性能。望远镜灵敏度的降低可能导致能量和光谱的错误构造。本研究介绍了各种大气条件对CTA性能的影响。利用MODTRAN程序，模拟了不同云底和不同光学厚度条件下，203 ~ 1000 nm波长范围内多云大气的大气传输。MODTRAN输出文件用作通用蒙特卡罗模拟的输入。使用适用于CTA的MAGIC分析和重建软件（MARS）进行分析。正如预期的那样，云的影响在低能量下最明显，接近能量阈值。即使在有密集云层的情况下，如果第一次相互作用发生在大气层较低的云底以下，高能伽马射线仍然可能触发望远镜。提出了一种分析在有云情况下获得的极高能量数据的方法。对该方法的系统不确定度进行了评定。这些研究有助于获得有关CTA对多云条件的响应的更精确的知识，并提供有关如何处理在这种条件下获得的数据的见解。这对于基于警报的观测和对瞬态现象的时间要求严格的研究可能是至关重要的。
2021-07-30 astro-ph.HE astro-ph.IM
TARGET 5: a new multi-channel digitizer with triggering capabilities for gamma-ray atmospheric Cherenkov telescopes
TARGET~5是TARGET系列中的一种新的专用集成电路（ASIC），设计用于从地基伽马射线天文学成像大气切伦科夫望远镜（IACT）的照相机中的光传感器读出信号。TARGET~5将16个信号通道的采样和数字化与基于四个通道组的模拟和的触发信号的形成相结合。我们描述了ASIC的体系结构和性能。TARGET 5在第一代TARGET ASIC的基础上进行了改进，实现了：采样频率从$<0.4$ ~GSa/s到$>1$ ~GSa/s的可调，数据通道动态范围为1.2 V，有效动态范围为11~bits，直流噪声为${\sim}0.6$ ~mV，3 dB带宽为500 MHz，相邻通道间串扰为$<1.3\%$，通道间串扰为10 dB。电荷分辨率从40%提高到$<4\%$之间的3个光电子（p.e.）和$>100$ ~p.e.（假设4 mV/p.e.）;最小稳定触发阈值为20 mV（5 p.e.）触发噪声为5 mV（1.2 p.e.），这主要受到触发和采样操作之间的干扰的限制。TARGET~5是TARGET系列中用于IACT原型的第一个ASIC，为即将到来的切伦科夫望远镜阵列（CTA）的读出电子学提供了一条发展道路。
2016-07-11 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Run-Wise Simulations for Imaging Atmospheric Cherenkov Telescope Arrays
我们提出了一个新的范例成像大气切伦科夫望远镜（IACTs）阵列的模拟，克服了目前的方法的局限性。到目前为止，所有主要的IACT实验都依赖于相同的蒙特卡罗模拟策略，使用预定义的观察和仪器设置。生成具有不同参数的模拟，以提供不同观测的仪器响应函数（IRF）的更好估计。然而，模拟配置的大部分仍然保留，导致完全忽略所有相关的影响。此外，模拟方案依赖于不同阵列配置之间的插值，这永远不会完全再现给定观测的实际配置。通常对天顶角、离轴角、阵列多重性和仪器的光学响应进行插值。随着由大量具有不同尺寸、类型和相机配置的IACT组成的混合系统的出现，插值的复杂性和相空间的尺寸变得越来越高。超越现有的方法，我们引入了一个新的模拟和分析的概念，考虑到实际的观测条件，以及一个给定的数据集的每个观测运行的个别望远镜配置。因此，这些运行模拟（RWS）表现出显着降低系统的不确定性相比，现有的方法，也更计算效率和简单。RWS框架已在H.E.S.S.中实施。软件和测试，并已被利用在科学分析。
2017-11-03 astro-ph.HE astro-ph.IM
Using conditional variational autoencoders to generate images from atmospheric Cherenkov telescopes
Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Lomonosov Moscow State University（罗蒙诺索夫莫斯科国立大学斯科别利岑核物理研究所）；Applied Physics Institute of Irkutsk State University（伊尔库茨克国立大学应用物理研究所）；Lomonosov Moscow State University（罗蒙诺索夫莫斯科国立大学）
高能粒子撞击地球的高层大气会产生大范围的空气簇射，可以使用成像大气切伦科夫望远镜从地面上探测到。切伦科夫望远镜记录的图像可以被分析，以将伽马射线事件与背景强子事件分开。许多分析方法需要通过蒙特卡罗方法模拟大量的事件和相应的图像。然而，蒙特卡罗模拟在计算上是昂贵的。通过蒙特卡洛方法模拟的数据可以通过使用更快的机器学习方法（如生成对抗网络或条件变分自编码器）生成的图像来增强。我们使用一个条件变分自动编码器生成图像的伽马事件从切伦科夫望远镜的TAIGA实验。变分自动编码器在一组蒙特卡洛事件上进行训练，图像大小或像素幅度之和用作条件参数。我们使用经过训练的变分自动编码器来生成具有与伽马事件的蒙特卡罗模拟图像的尺寸分布相同的条件参数分布的新图像。生成的图像类似于蒙特卡洛图像：在伽马和质子事件上训练的分类器神经网络为它们分配了平均伽马分数0.984，其中不到3%的事件被分配了低于0.999的伽马分数。与此同时，生成的图像的大小与生成时使用的条件参数不匹配，平均误差为0.33。
2022-11-22 astro-ph.HE astro-ph.IM cs.LG
Exploring one giga electronvolt cosmic gamma rays with a Cherenkov plenoscope capable of recording atmospheric light fields, Part 1: Optics
为高探测率时间分辨低能（十亿电子伏特）宇宙伽马射线，提出记录大气簇射完整切伦科夫光场的新型全光场望远镜，克服景深、像差和变形限制，实现大面积探测。
2024-02-09 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Current status and operation of the H.E.S.S. array of imaging atmospheric Cherenkov telescopes
本文介绍了用于研究南半球伽马射线辐射的混合IACT阵列H.E.S.S.的组成、性能、升级情况及当前运行状态，提及2020-2021年创纪录的数据采集，并以再发新星RS Oph为例说明其实时科学成果输出能力。
2023-06-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
Improvements to monoscopic analysis for imaging atmospheric Cherenkov telescopes: Application to H.E.S.S
针对大气切伦科夫成像望远镜单镜事件分析的困难，提出含图像方向机器学习算法等改进措施，在H.E.S.S应用中提升角度分辨率、降低能阈并提高灵敏度。
2025-01-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
Remote sensing of clouds and aerosols with cosmic rays
大气层的遥感通常是通过研究来自自然（太阳、月球）或人造（激光）源的光的消光/光的散射来完成的。由宇宙射线产生的广泛的空气簇射的切伦科夫发射提供了分布在整个大气中的另一个自然光源。我们表明，切伦科夫光进行的三维分布的云和气溶胶在大气中的云/气溶胶粒子的尺寸分布和散射相函数的信息。因此，它可以用于大气探测。新的大气探测方法可以通过调整切伦科夫望远镜的成像技术来实现。以这种方式收集的大气探测数据既可用于大气科学，也可用于提高伽马射线天文观测的质量。
2014-03-11 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ao-ph
Toward the ultimate reach of current imaging atmospheric Cherenkov telescopes and their sensitivity to TeV dark matter
间接探测为探测热暗物质（DM）打开了一个独特的窗口：在早期宇宙中确定遗迹丰度的相同湮灭过程驱动着当今的天体物理信号。虽然弱耦合到标准模型的TeV尺度粒子面临着数十年零搜索的挑战，但这种情况仍然令人信服，而像希格斯诺DM这样的简单实现在很大程度上尚未探索。这种情况的命运可以通过用成像大气切伦科夫望远镜对银河系中心进行伽马射线观测来确定。我们认为，目前的IACT的最终敏感性，以广泛的TeV级DM候选人-包括特定的，如维诺，希格斯诺，和五重。为此，我们使用逼真的模拟高爆炸性物质-像观测银河系内晕，并提供了一个仔细评估的影响，最近的银河系质量建模，仪器和天体物理背景的不确定性，在银河系中心地区，和理论上的不确定性的预测信号。我们发现，在银河系内部IACT搜索的主导系统是DM在该区域的未知分布，然而，除此之外，搜索目前在统计上占主导地位，表明更多的观察持续受益。对于在$1~{\rm TeV}$的两体末态，我们发现一个H.E.S.S.-除了中微子的末态外，Like天文台对$\langle σv \rangle \sim 3 \times 10^{-26}-4 \times 10^{-25}~{\rm cm}^3{\rm s}^{-1}$是敏感的，尽管我们发现结果与ANTARES有竞争力。此外，维诺和五重态的热质量可以探测到;希格斯诺仍然是遥不可及的，至少是几个因素。我们的结论也与下一代切伦科夫…
2023-01-22 astro-ph.HE hep-ph
Earth magnetic field effects on the cosmic electron flux as background for Cherenkov Telescopes at low energies
宇宙线电子和正电子是大气切伦科夫望远镜系统成像的重要背景成分。当电子和正电子的初级能量降低时，它们对背景触发率的贡献超过质子，至少在相对于实际能量的微分率方面是这样。事件重建后，这种贡献可能成为可比的质子背景能量的顺序几个GeV。众所周知，低能带电粒子的通量受到地球磁场的抑制。这种效应在很大程度上取决于带电粒子的地理位置、入射方向及其质量。因此，地磁场可以有助于降低切伦科夫望远镜阵列探测到的电子和正电子的速率。本文利用回溯技术研究了低能初级电子在地球磁场中的传播。我们使用一个更现实的地磁场模型比以前的计算中使用的。我们认为一些网站相关的新一代成像大气切伦科夫望远镜。我们还详细研究了5@5，一个建议的低能量切伦科夫望远镜阵列的情况。
2012-04-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
Characterization of Potential U.S. Sites for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列（Cherenkov Telescope Array，CTA）是一个主要的伽马射线天文学地面观测站。CTA设想由两个大气切伦科夫望远镜的大型阵列组成，用于研究能量范围从几十GeV到超过100 TeV的高能伽马射线源。一个阵列将位于南半球，另一个位于北半球。经过详细的搜索，我们已经确定了两个潜在的网站在美国的北部阵列。这两个地点都位于亚利桑那州北部。在这里，我们描述了这两个网站和仪器的部署，以表征他们。这些网站的特点，在其大气和气候特性方面，进行了说明。我们展示了这些站点自动监测设备的最新数据，并将这些数据与商业模拟进行了比较。还提供了有关场地所需设施和基础设施的详细信息。
2013-07-17 astro-ph.HE astro-ph.IM
A novel image correction method for cloud-affected observations with Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes
针对成像大气切伦科夫望远镜观测受云层影响的问题，提出一种基于几何模型的图像级校正方法，经模拟验证可有效校正光消光，改进伽马射线事例重建与系统性能，无需专用云层模拟。
2024-02-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
FRAM telescopes and their measurements of aerosol content at the Pierre Auger Observatory and at future sites of the Cherenkov Telescope Array
FRAM（F/（Ph）otometric Robotic Atmospheric Monitor）望远镜是一个由机器人支架、大幅面CCD相机和快速长焦镜头组成的系统，可用于任何地点的大气监测，如果需要高空间或时间分辨率的大气透明度信息，而为此目的连续使用激光方法会干扰其他观测。最初的FRAM已经在阿根廷的皮埃尔俄歇天文台运行了十多年，而切伦科夫望远镜阵列（CTA）预计将使用另外三个FRAM。CTA FRAM正在提前部署，以在CTA望远镜运行之前表征站点的属性;一个FRAM已经在计划中的智利未来CTA站点上运行了一年，而另外两个预计将在2018年底之前投入运行。我们报告的硬件和目前的运作状况和/或部署的所有FRAM仪器的问题，以及一些初步结果的整体气溶胶测量的FRAM在阿根廷和智利
2018-12-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Analysis, not the Aperture: End-to-End Transformer Reconstruction for Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes
Max-Planck-Institut für Physik（马克斯·普朗克物理研究所）；Technical University of Munich, TUM School of Natural Sciences（慕尼黑工业大学自然科学院）；Université Paris Cité, CNRS, Astroparticule et Cosmologie（巴黎西岱大学，法国国家科学研究中心，亚原子粒子与宇宙学实验室）
该研究针对成像大气切伦科夫望远镜（IACT）的亚TeV能量探测局限，采用端到端视频视觉Transformer实现多任务重建，显著降低能量阈值、提升性能，为紧凑型望远镜发展提供新方向。
2026-09-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
A Hybrid Approach to Event Reconstruction for Atmospheric Cherenkov Telescopes Combining Machine Learning and Likelihood Fitting
针对大气切伦科夫望远镜，提出FreePACT混合重建算法，用神经网络替代解析似然，提升角分辨率和能量分辨率达25%以上，并改善不确定度估计与重建速度。
2024-06-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
A Concept of Next-Generation Atmospheric Cherenkov Telescope Array (NG-ACTA)
Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院云南天文台）
NG-ACTA通过混合口径望远镜阵列，实现20 GeV至100 TeV范围内的高能伽马射线探测，具备超低探测阈值、高角分辨率和大有效面积等优势，推动高能天体物理和粒子物理前沿研究。
2026-03-20 astro-ph.HE hep-ex
Cosmic-ray measurements with an array of Cherenkov telescopes using reconstruction of longitudinal profiles of air showers
提出了一种利用切伦科夫望远镜重建簇射电子纵剖面的方法。我们展示了如何由望远镜阵列收集的切伦科夫光可以转化为作为大气深度的函数的电子数。该方法是使用空气簇射和简化的望远镜模拟验证。重建的深度，其中簇射有最大数量的电子（$\mathrm{X_{max}}$）打开的可能性，宇宙射线成分的研究与切伦科夫望远镜的能量范围从10到100 TeV。在$\mathrm{X_{max}}$重建中获得小于16 $\mathrm{g/cm^{2}}$的分辨率。
2022-09-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
Enhancing the Angular Resolution of Large Array of imaging atmospheric Cherenkov Telescope (LACT) at Ultra-High Energies
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Institute of High Energy Physics（高能物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Tianfu Cosmic Ray Research Center（天府宇宙线研究中心）
针对LACT阵列在超高能观测中因图像泄漏导致的立体方向重建偏差，提出基于2D高斯拟合和LightGBM分位数回归加权的方法，将100 TeV中心区域的角分辨率提升至优于0.06°，并探索了基于神经比率估计的像素似然重建技术，可实现全场15%-40%的改进。
2026-09-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
Using gravitational wave early warning to pre-point neutron star mergers with Imaging Atmospheric Cherenkov telescopes
本文提出利用LVK引力波预警在并合前数十秒预指向成像大气切伦科夫望远镜，以探测中子星并合瞬时辐射的TeV成分，并分析了所需的技术改进与协同挑战。
2024-06-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
