超高能阵雨到达方向超高能阵雨到达方向

GELATICA实验下TSU阵列对大范围空气簇射的到达方向分布

Extensive air showers' arrival direction distribution by the TSU array under GELATICA experiment

广泛的空气簇射（EAS）与带电粒子的总数的广泛范围内的到达天顶角的分布进行了研究，使用的实验数据获得的EAS 4探测器阵列“TSU”在第比利斯。该台站是格鲁吉亚GELATICA网（格鲁吉亚大面积角和时间重合阵列）的一部分，该网专门研究远距离不同EAS事件的到达时间和方向之间可能存在的相关性。结果表明，具有传统的指数关系的分布函数的簇射通量的吸收空气厚度提供了一个很好的近似的到达方向分布。研究了EAS吸收路径估计对数据集角度修剪边界的依赖性，指出了严格验证数据修剪边界使用值的必要性。

寻找超高能宇宙射线的来源

Search for Sources of Ultrahigh Energy Cosmic Rays

利用雅库茨克、AGASA和P.Auger资料，研究了高能广泛空气簇射（EAS）的到达方向。结果表明，雅库茨克和AGASA资料中EAS的到达方向与来自侧面输入的双射星相关，而P.Auger资料中EAS的到达方向与来自猎户座本旋臂输出的双射星相关。结果表明，这些脉冲星中的大多数都有一个短的旋转周期围绕其轴，比预期的脉冲星目录。

雅库茨克台阵测量的cosmic ray阵雨的天顶角分布及其在赤道坐标系中到达方向分析中的应用

Zenith angle distribution of cosmic ray showers measured with the Yakutsk array and its application to analysis of arrival directions in equatorial coordinates

为了解释超高能宇宙射线大范围空气簇射事件率的天顶角分布，重新访问了能量间隔$(10^{17},10^{19})$ eV的雅库茨克阵列数据集。的分布的密切关系的衰减的主要测量参数的阵雨，$S_{600}$，检查。测量和预期的分布被用来分析的到达方向的宇宙射线的赤道地图，包括低于$10^{18}$ eV的能量范围，这是以前避免的，由于在该范围内的阵列的触发效率降低。虽然零假设不能被拒绝与雅库茨克阵列的数据，从一个可分离的源在均匀的背景中的宇宙射线的分数的上限推导出作为一个函数的衰变和能量。

高能宇宙射线的星系起源

Galactic origin of ultrahigh energy cosmic rays

利用雅库茨克、AGASA、俄歇等台阵资料，分析了高能广泛空气簇射（EAS）的到达方向。首次用AGASA和俄歇阵列资料构造了粒子分布的天球等暴露图。利用雅库茨克、AGASA和俄歇阵列的观测数据，在E> 4.1019eV处观测到了宇宙粒子的大尺度各向异性。讨论了宇宙粒子的起源问题。

利用超高能宇宙射线对洛伦兹对称性的新检验

New test of Lorentz symmetry using ultrahigh-energy cosmic rays

我们提出了一个创新的测试洛伦兹对称性，通过观察对同时平行广泛的空气阵雨产生的超高能宇宙射线核的碎片，在与太阳光子的碰撞解体。我们发现，搜索的交叉相关的阵雨到达时间和方向成为背景免费的角度尺度< 3^ \circ和时间窗口{ \cal O}（10秒）。我们还表明，如果氦的太阳光致衰变几率为{ \cal O}（10^{-5.5}），那么寻找时空重合簇射的工作可能在现有的宇宙线设施（如皮埃尔俄歇天文台）的范围内。我们证明了对几个事例的实际观测可以用来约束核子的洛仑兹违反色散关系。

皮埃尔俄歇天文台的超高能中微子

Ultrahigh Energy Neutrinos at the Pierre Auger Observatory

对高能中微子的观测已成为实验天体粒子物理学的一个重点。UHE中微子可以用各种技术检测到。特别是，中微子可以在大气中（下行中微子）或地壳中（掠地中微子）相互作用，产生可以用地面探测器阵列观察到的空气簇射。利用皮埃尔·俄歇天文台的表面探测器阵列，我们可以探测到这些类型的级联。中微子事件的显著特征是在接近地面的地方（即在穿越大量大气层之后）产生非常倾斜的簇射。在这项工作中，我们审查的程序和标准建立的UHE中微子在收集的数据与皮埃尔俄歇天文台地面阵列搜索。这包括掠过地球的中微子和向下运动的中微子。没有中微子候选人被发现，这使我们能够把竞争限制的扩散通量的UHE中微子在EeV范围内及以上。

来自到达方向分布的超高能Cosmic Ray成分

Ultrahigh-Energy Cosmic Ray Composition from the Distribution of Arrival Directions

超高能宇宙射线（UHECR）的来源一直难以捕捉。最近指出，虽然UHECR质子源呈现出随着能量的增加而变得更密集和压缩的各向异性模式，但核发射源产生了cepa stratis（洋葱状）结构，其层随着能量的增加而变得更远离源位置。核加速器产生的热斑的特殊形状是由传播过程中的能量损失和银河系磁场（GMF）偏转之间的竞争控制的。在这里，我们运行一个全面的模拟研究，以准确地描述在GMF的UHECR核的偏转。我们发现，虽然cepa stratis结构提供了一个全球性的描述所产生的各向异性图案的UHECR核途中到地球，热点被拉长，这取决于它们在天空中的位置，由于GMF的规则结构。我们证明，在高能量端的频谱，如一个要收集的NASA的POEMMA任务，高统计样本的热点轮廓的能量依赖性可以成为一个有用的观察，以确定核组成的UHECR。这种新的方法来确定粒子种类的性质是补充那些使用广泛的空气淋浴可观的，因此是不受强子相互作用模型的大系统的不确定性。

在不均匀河外磁场中来自稀有瞬态源的高能cosmic ray通量的畸变

Distortion of the ultrahigh energy cosmic ray flux from rare transient sources in inhomogeneous extragalactic magnetic fields

探测和表征最高能量宇宙射线到达方向的各向异性模式是确定其来源的关键步骤。我们讨论了一种可能的扭曲的宇宙线通量的各向异性和不均匀分布的河外磁场的情况下，源的能量宇宙射线是罕见的瞬态现象，如伽马射线暴和/或新诞生的磁星。这种畸变不涉及角偏转，而是涉及与在实验寿命上看到源的概率相关的通量调制。为了量化这种失真，我们构建了这些最高能量的宇宙射线的到达方向的天空地图的各种磁场配置，并呼吁在文献中提出的统计测试。我们的结论是，这种畸变不会影响目前的实验，但在未来的大规模实验中进行各向异性研究时应该考虑到，这些实验记录了多达数百个6 × 10^19 eV以上的事件。

大气中广泛空气簇射效应的理论研究--模拟几种宇宙辐射的横向结构

Theoretical Study of Extensive Air Shower Effects in Atmosphere by Simulating the Lateral structure of Several Cosmic Radiations

广泛空气簇射（EAS）是初级宇宙射线与空气中的原子核相互作用产生大量次级粒子如X射线、电子、中子、μ子、α粒子等在大气中产生的电磁辐射和电离粒子的级联。EAS效应通过估计各种宇宙线粒子在低能处的横向分布函数（LDF）来证明。带电粒子如电子和正电子对的产生，γ和μ子粒子的LDF在电子能量为10^16，10^18和10^19 eV时进行了模拟。使用称为AIRES系统版本2.6.0的空气淋浴模拟器进行模拟。考虑了初始粒子、能量和天顶角对EAS中产生的带电粒子LDF的影响。比较带电粒子的LDF和实验结果，在天顶角为0和10时，电子和正电子对的产生和μ子粒子的产生在10^19 eV处有很好的一致性

超高能宇宙射线源的研究

Search Sources of Cosmic Rays Ultrahigh Energy

利用雅库茨克、AGASA和P.Auger资料，研究了高能广泛空气簇射（EAS）的到达方向。由雅库茨克资料发现，具有亏损μ子的EAS的到达方向不是各向同性的。大部分的EAS形成双峰，最大值出现在星系的反中心。结果表明，雅库茨克、AGASA、俄歇等资料的某些EAS与大气环流有一定的相关性.这些卫星位于银河猎户座的输入和输出本地臂附近。大多数恒星的自转周期都很短。讨论了宇宙线的起源问题。

一种新的验证低能cosmic ray通量各向同性假设的方法

A new method to test the hypothesis of isotropy of the ultrahigh energy cosmic ray flux

我们开发了一种新的方法，以检测和量化的潜在的各向异性的高能宇宙线通量。所提出的方法是一种新的统计工具的基础上的渗流过程，在物理学中用于描述随机系统中的长程连通性的形成。具体来说，我们调查的动态安排的宇宙射线成集群的函数的最大角间距的到达方向的一对事件。在第一步中，我们描述了渗流过程，并通过蒙特卡罗模拟提取最敏感的可观察。然后，我们应用该算法的皮埃尔俄歇天文台的表面探测器阵列所采取的数据到2010年1月。最强的信号出现在能量阈值为56.74 EeV和角标度为4时，在接近90%C. L.时，最高能量宇宙射线到达方向各向同性的假设被拒绝。

用GELATICA网TEL测角仪资料研究连续大范围空气阵雨的到达方向差异

Investigation of the arrivals directions differences for consecutive Extensive Air Showers using the data taken by TEL goniometer under GELATICA network

利用Telavi的EAS 4探测器阵列TEL的实验数据，研究了具有宽范围带电粒子总数的连续广泛空气簇射（EAS）的锋面到达方向之间的角度分布。该台站是格鲁吉亚GELATICA网（格鲁吉亚大面积角和时间重合阵列）的一部分，该网专门研究远距离不同EAS事件的到达时间和方向之间可能存在的相关性。结果表明，上述方向确实是在本质上是独立的，并可用于调查的EAS到达时间和方向的同时相关性。

从恒星爆发产生的超高能宇宙射线看银河系磁场

The Galactic magnetic field in the light of starburst-generated ultrahigh-energy cosmic rays

俄歇数据显示了超高能宇宙射线（UHECR）和附近星暴星系之间相关性的证据。这种有趣的相关性与望远镜阵列收集的数据是一致的，这些数据揭示了距离星暴星系M82不远的到达方向上的一个更明显的方向性“热点”。在这项工作中，我们假设恒星爆发的源UHECR和调查的前景，使用观测到的分布UHECR到达方向来约束银河系磁场模型。我们表明，如果望远镜阵列的热点确实起源于M82，UHECR数据将放置一个强有力的约束相干和湍流分量的银河系磁场。

EAS中切伦科夫光子的横向密度和到达时间分布作为不同基色独立簇射参数的函数的参数化

Parameterisation of lateral density and arrival time distributions of Cherenkov photons in EASs as functions of independent shower parameters for different primaries

用CORSIKA程序模拟了100 GeV ~ 100 TeV能量范围内广泛空气簇射（EASs）中切伦科夫光子的横向密度和到达时间分布。在此基础上，得到了不同观测高度、天顶角从0 $^\circ$到40 $^\circ$入射的初级$γ$射线光子、质子和铁核的近似函数。这样的参数化是重要的初级粒子识别，重建的簇射观测值，从而更有效地解开的$γ$射线簇射的强子簇射。从我们的参数化分析中，我们发现，即使横向密度的几何形状（$ρ_{ch}$）和到达时间（$t_{ch}$）分布对于特定能量处的不同原色是不同的（$E$），在特定的入射角（$θ$）和在特定的观察高度在从显示核（$H$）到给定距离的距离上，分布分别遵循相同的数学函数$ρ(E,R,θ,H) = a E^{b}\exp[-\{c R + (θ/d)^{2}-f H\}]$和$t(E,R,θ,H) = l E^{-m}\exp(n/R^{p})(θ^q+s)(u {H}^2+v)$，但是具有不同的函数参数值。

一束具有相同磁刚度的高能粒子

A beam of ultrahigh energy particles of the same magnetic rigidity

一天中的两个EAS阵列记录了来自同一天空区域的3个能量超过30 EeV的粒子。雅库茨克阵列记录了两个事件，望远镜阵列记录了一个事件。两次雅库茨克事件估计是相同的能量，望远镜阵列簇射的能量几乎高出2倍。这表明，如果电荷相差2倍，则所有三个粒子的磁刚度相同。所有三个事件的相对较短的序列和它们在刚性上的“单色性”可能是由于粒子在加速过程和束的传播中的磁分离。

地球掠过Tau中微子簇射的GeoSynchrotron辐射

GeoSynchrotron Radiation from Earth Skimming Tau Neutrino Shower

宇宙成因中微子预计来自经历GZK过程的高能宇宙射线，并预计通过探测τ轻子衰变的空气簇射来观察。我们用CORSIKA模拟的簇射结构计算了$10^{17}$ eV以上的τ衰变簇射的相干地球同步辐射。我们提出了无线电波的模式和频谱，并讨论了它们的检测无线电天线。

大范围空气簇射中Cherenkov光子的横向密度和到达时间分布：模拟研究

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。

利用无线电信号重建倾斜广延大气簇射：从到达时间和振幅到方向与能量

Reconstruction of inclined extensive air showers using radio signals: from arrival times and amplitudes to direction and energy

本文提出结合类点源波前描述与ADF振幅模型的倾斜EAS无线电重建方法，可用于近水平乃至上行中微子簇射，并在模拟中实现高精度方向与能量重建。

银河系磁场中的超高能核

Ultrahigh Energy Nuclei in the Galactic Magnetic Field

观测结果与宇宙线通量中大于10^19 eV数倍的重核的显著比例是一致的。这样的原子核在银河系磁场中可以发生相当大的偏转，这对寻找它们的来源具有重要意义。我们在最近的银河系磁场模型中对重核的传播进行了详细的模拟。虽然这些模型还没有足够的约束来预测偏转地图的细节，我们发现的（去）放大通量源的分布的一般特征。由于在大多数理论模型中，重核的来源都位于星系的局部大尺度结构中，我们展示了几个附近的星系团和超星系平面的图像。这样的一般功能可能是有用的，以开发有效的方法，从观测到的高能宇宙射线到达方向的源重建。

来自邻近星暴星系的超高能宇宙射线

Ultrahigh energy cosmic rays from nearby starburst galaxies

超高能宇宙射线是自然界中观测到的亚原子粒子中能量最高的。寻找它们神秘的起源是目前科学界面临的一个重大挑战。在这里，我们探索这些粒子来自附近的星暴星系的可能性，这一情景与最近望远镜阵列实验观察到的宇宙射线热点相匹配，该热点位于距离星暴星系M82方向不远的57~EeV以上。具体而言，我们研究的随机传播的高能宇宙射线在空间中通过国家的最先进的模拟框架CRPropa~3，考虑到所有相关的粒子相互作用以及偏转的干预磁场。为了确保对这个模型的全面理解，我们考虑了能谱，宇宙成因中微子和伽马射线，以及到达方向的分布。星暴星系的情景很好地再现了望远镜阵列和皮埃尔俄歇天文台的观测结果，使其对于解释最高能量的宇宙射线的起源非常有吸引力。

超高能光子探测对洛伦兹破坏的前瞻性约束

Prospective constraints on Lorentz violation from ultrahigh-energy photon detection

指出洛伦兹不变性的破坏影响高能光子与地球大气和磁场的相互作用。在一定的参数范围内，这种相互作用被抑制，光子通过大气层时不会产生空气簇射而逃脱观测。我们认为，探测到能量高于10^19 eV的光子诱导空气簇射，意味着没有抑制以及没有光子衰变，这将对量子电动力学领域的洛伦兹破坏施加严格的双面限制。这些约束将比现有的约束强几个数量级，并且对于有关探测到的光子的天体物理起源的任何假设都是鲁棒的。

利用大尺度星暴模拟探索产生超高能宇宙射线的超风机制

Exploring the superwind mechanism for generating ultrahigh-energy cosmic rays using large-scale modeling of starbursts

皮埃尔·奥杰合作组织提供了一个令人信服的迹象，表明超高能宇宙射线和附近星暴星系的到达方向之间可能存在相关性。在这里，我们展示了如何最新的大尺度模拟的星爆星系是兼容的宇宙射线产生的各向异性信号被加速在终端冲击的超级风。

超高能宇宙射线

Ultrahigh-energy cosmic rays

超高能宇宙射线（UHECR）从宇宙中能量最高的天体物理加速器到达地球。它们与高层大气中的原子碰撞，能量比任何人造加速器高出10倍，并产生巨大的次级粒子级联，称为广泛的空气簇射（EAS）。通过在大面积上散布粒子探测器来记录次级粒子的相互作用，可以探测到大范围的空气簇射。皮埃尔·俄歇天文台的设计目的是利用地面阵列提供的信息，测量地面次级粒子的横向分布，以及荧光望远镜提供的信息，观测EAS电磁分量的纵向剖面，以调查UHECR的起源和性质，从而提供增强的重建能力。在这篇文章中，将回顾理解UHECRs物理的现状和前景，重点是由于皮埃尔俄歇天文台的测量所取得的进展。皮埃尔·俄歇天文台收集的超高能宇宙射线数据的物理结果开辟了新的视角，并促使天文台AugerPrime升级，其主要特点也被介绍。

极能宇宙射线观测中超重暗物质和超高能暗物质存在的线索

Hints on the Existence of Superheavy Dark matter and Ultrahigh Energy Dark Matter in Extreme Energy Cosmic Rays Observations

本文假设存在两种暗物质粒子：超重暗物质粒子（SHDM），其质量为$\sim$暴胀子质量;较轻的费米子暗物质粒子（LFDM），其衰变的超相对论产物。本文计算了俄歇天文台（Auger）在1 EeV ~ 1 ZeV能量范围内，在0 $^{\circ}$ ~ 60 $^{\circ}$的天顶角下，SHDM衰变不同寿命时的LFDM事件率。从而证明了在俄歇上测量这些LFDM的可能性。在假定LFDM对簇射的探测效率为100%的基础上，讨论了LFDM对极能宇宙射线（EECR）能谱的贡献.同时发现，在以往的EECRs观测中，存在着一些关于SHDM和LFDM存在的暗示。

GELATICA实验下TEL阵列大范围空气簇射的角分布

Angular distribution of extensive air showers by TEL array under GELATICA experiment

广泛的空气簇射（EAS）的到达方向分布的研究，通过一个4探测器安装在Telavi（TEL阵列），这是一个节点的GELATICA网络在格鲁吉亚。采用大气球层模型内的EAS到达天顶角分布和阵雨随空气路径的指数吸收的描述。结果表明，天顶角上截止边界的变化允许一个稳定的估计簇射吸收路径。

Universality of the muon component of extensive air showers

In extensive air shower experiments, the number of muons crossing a detector at a given position, as well as their arrival time, arrival direction, and energy, are determined by a more fundamental 3-dimensional distribution linked to the hadronic core of the shower. Muons are produced high up in the atmosphere after the decay of mesons in the hadronic cascade. The distributions of production depth, energy, and transverse momentum of muons are enough to fully predict the muon component of air showers in any particular observational condition. By using air-shower simulations with the state-of-th…

用超高能宇宙射线寻找新物理

Searching for New Physics with Ultrahigh Energy Cosmic Rays

超高能宇宙射线在地球大气层中相互作用时产生巨大的带电粒子和光子簇射，为寻找新的物理学提供了独特的工具。特别令人感兴趣的是，探测到一个非常小的违反洛伦兹不变性的可能性，例如可能与$\sim 10^{-35}$ m普朗克尺度附近的时空结构有关。我们在这里讨论的可能签名的洛伦兹不变性破坏的频谱上的能量宇宙射线相比，目前的观测巨大的空气淋浴。我们还讨论了未来使用更灵敏的检测技术来改进洛伦兹不变性破坏搜索的可能性。使用最新的数据从皮埃尔俄歇天文台，我们得出一个最佳的拟合的LIV参数$3.0^{+1.5}_{-3.0} \times 10^{-23}$，对应的上限$4.5 \times 10^{-23}$在质子洛伦兹因子$\sim 2 \times 10^{11}$。这一结果对量子引力模型具有重要意义。

How, where and when do cosmic rays reach ultrahigh energies?

Understanding the origins of ultrahigh energy cosmic rays (UHECRs) - which reach energies in excess of $10^{20}~{\rm eV}$ - stretches particle acceleration physics to its very limits. In this review, we discuss how such energies can be reached, using general arguments that can often be derived on the back of an envelope. We explore possible particle acceleration mechanisms, with special attention paid to shock acceleration. Informed by the arguments derived, we discuss where UHECRs might come from and which classes of powerful astrophysical objects could be UHECR sources; generally, we favour …

Ultrahigh-energy dipole and beyond

Recent data from the Pierre Auger Observatory has revealed the presence of a large-scale dipole in the arrival direction distribution of ultra-high energy cosmic rays (UHECR). In this work, we build up an understanding of the diffusive origin of such a dipolar behavior as well as its dependency on energy and astrophysical source assumptions such as extragalactic magnetic field strength and cosmic ray composition. We present a novel analytical approach for calculating the angular distribution of CR coming from a single source and discuss the regimes in which the steady-state dipole result is ex…

A reconstruction procedure for near horizon extensive air showers based on radio signals

Very inclined extensive air showers (EAS), with both down-going and up-going trajectories, are particularly targeted by the next generation of extended radio arrays, such as GRAND. Methods to reconstruct the incoming direction, core position, primary energy and composition of showers with these specific geometries, remain to be developed. Towards that goal, we present a new reconstruction procedure based on the arrival times and the amplitudes of the radio signal, measured at each antenna station. This hybrid reconstruction method, harnesses the fact that the emission is observed, at the anten…

无线电发射AIRES：结果和参数化

Radio Emission AIRES: Results and parameterization

无线电发射已在M. A.迪韦尔努瓦湾Cai和D. Kleckner对宇宙射线广泛空气簇射的无线电发射进行了全面的蒙特卡罗模拟。模拟了不同的阵雨。本文给出了不同参数（初级能量、径向距离、到达方向等）下无线电电场的衰减趋势。我们强调的极化和到达方向的影响，这应该有一个根本的影响实验数据的解释。

CORSIKA和COSMOS模拟大范围空气簇射的比较研究

A comparison study of CORSIKA and COSMOS simulations for extensive air showers

能量超过~ 10^{18} eV的宇宙射线被称为超高能宇宙射线（UHECR）。蒙特卡罗程序广泛的空气簇射（EAS）模拟的发展EASs在地球大气中的UHECR发起。检测UHECR的实验利用EAS模拟来估计它们的能量、到达方向和成分。在本文中，我们比较EAS模拟与两个不同的代码，CORSIKA和COSMOS，提出的数量，包括纵向分布的粒子，簇射最大的深度，动能分布的粒子在地面上，和能量沉积到空气中。然后，我们讨论了我们的结果UHECR实验的影响。

宇宙中微子与超高能宇宙射线的角关联及其来源

Angular correlation of cosmic neutrinos with ultrahigh-energy cosmic rays and implications for their sources

冰立方中微子天文台探测到的能量为$\gtrsim 30$ TeV的宇宙中微子事件的角分辨率很差，无法揭示它们的起源。超高能宇宙射线（UHECR）在$>60$ EeV能量下具有更好的角分辨率，可以用来检查是否相同的天体物理源负责产生中微子和UHECR。我们测试这一假设，统计方法，强调不变量，通过使用皮埃尔俄歇天文台，望远镜阵列和过去的宇宙射线实验的数据。我们发现宇宙中微子的到达方向与$\ge 100$ EeV UHECR到达方向在$\approx 93\%$置信水平上是相关的。相关性的强度随着UHECR能量的降低而降低，并且在能量$\sim 60$ EeV处不存在相关性。在$3^\circ$中的天体物理数据库中搜索能量为$\ge 100$ EeV的UHECR的到达方向，这些UHECR与冰立方宇宙中微子相关，导致来自Swift-BAT X射线目录的18个源具有红移$z\le 0.06$。我们还发现了3个对象在库尔目录的无线电源使用相同的标准。主要的来源是赛弗特星系与天鹅座A是最突出的成员。我们计算了产生观测到的相关事件所需的中微子和UHECR通量，并估计了相应的中微子光度（25 TeV-2.2 PeV）和宇宙射线光度（500 TeV-180 EeV），假设源是我们在Swift-BAT和Kühr目录中发现的。我们比较这些光度与相应的源的X射线光度，并讨论加速质子到$\gtrsim 100…

低光度伽马射线暴成为与星暴星系相关的超高能宇宙射线的祖先的可能性的一种强有力的推断方法

Toward a robust inference method for the likelihood of low-luminosity gamma-ray bursts to be progenitors of ultrahigh-energy cosmic rays correlating with starburst galaxies

最近，Pierre Auger合作组织报告了最高能量宇宙射线和附近星暴星系的到达方向之间的$4.5σ$相关性。产生各向异性信号的宇宙射线被认为起源于低光度的伽马射线暴（llGRB）。基于合理的假设，即在红移$z<0.3$的主机金属丰度是一个很好的指标的llGRB生产率，我们表明，该协会的llGRB和星爆相关的俄歇数据被排除在90%的置信水平。

Parametrization of the Relative Amplitude of Geomagnetic and Askaryan Radio Emission from Cosmic-Ray Air Showers using CORSIKA/CoREAS Simulations (ICRC2021)

Cosmic rays are messengers from highly energetic events in the Universe. These rare ultra-high-energy particles can be detected efficiently and in an affordable way using large arrays of radio antennas. Linearly polarized geomagnetic emission is the dominant emission mechanism produced when charged particles in air showers get deflected in the Earth's magnetic field. The sub-dominant Askaryan emission is radially polarized and produced due to the time-varying negative-charge excess in the shower front. The relative amplitude of these two emission components depends on various air shower parame…

雅库茨克阵列探测超高能宇宙射线到达方向分布的最小宽度

A minimal width of the arrival direction distribution of ultra-high energy cosmic rays detected with the Yakutsk array

本文介绍了雅库茨克阵列在1974- 2008年观测期间探测到的超高能宇宙射线到达方向各向异性的搜索结果，以及目前工作的其他巨型广泛空气簇射阵列的可用数据。一种分析方法的基础上比较的最小宽度的分布在赤道坐标。结果，在$99.5\%$显著性水平上拒绝了到达方向各向同性的假设。根据雅库茨克阵列和望远镜阵列实验数据推断的最新迹象，观测到的最小分布宽度的减少可以用宇宙射线源在能量间隔和天空区域的存在来解释。

Energy Spectrum of Ultrahigh-Energy Cosmic Rays according to Data from Ground-Based Scintillation Detectors of the Yakutsk EAS Array

Results obtained from an analysis of the energy spectrum of cosmic rays with energies in the region of $E_0 \ge 10^{17}$ eV over the period of continuous observations from 1974 to 2017 are presented. A refined expression for estimating the primary-particle energy is used for individual events. This expression is derived from calculations aimed at determining the responses of the ground-based and underground scintillation detectors of the Yakutsk array for studying extensive air showers (EAS) and performed within the QGSJET01, QGSJET-II-04, SIBYLL-2.1, and EPOS-LHC models by employing the CORSI…

用望远镜阵列数据检验超高能宇宙射线到达方向和来自附近星暴星系的通量图之间的相关性

Testing a reported correlation between arrival directions of ultrahigh-energy cosmic rays and a flux pattern from nearby starburst galaxies using Telescope Array data

Pierre Auger合作组织（Auger）最近报道了能量超过39 EeV的宇宙射线的到达方向与23个邻近星暴星系（SBG）的通量模式之间的相关性。在这封信中，我们使用望远镜阵列实验（TA）在2008年5月至2017年5月的9年期间探测到的宇宙射线来测试相同的假设。与俄歇分析不同，我们没有优化参数值，而是将它们固定在俄歇发现的最佳拟合值上，即假设源自列表中SBG的宇宙射线的各向异性分数为9.7%，相关性的角度尺度为12.9°。考虑到两个实验的能量尺度差异，我们采用的能量阈值为43 EeV，对应于Auger中的39 EeV。我们发现TA数据与各向同性在1.1σ内相容，与俄歇结果在1.4σ内相容，这意味着它不能区分这两种假设。

超高能核在银河系磁场中的传播

Propagation of Ultrahigh Energy Nuclei in the Magnetic Field of our Galaxy

在这项工作中，我们提出了详细的模拟超高能（UHE）重核的传播，与E > 60 EeV，在最近的银河系磁场（GMF）模型。我们调查的GMF的规则和湍流分量的影响。我们表明，与UHE重核，有没有一对一的对应关系的宇宙射线（CR）在地球上测量的到达方向和他们的河外源的方向。源可以有几个扭曲的天空图像。我们计算图像的星系团和超星系平面在最近的GMF模型和显示的挑战，和可能性，“UHECR天文学”与重核。最后，我们提出了一个定量研究的影响的GMF（去）放大的源通量，由于磁透镜效应。我们发现，对于60 EeV的铁核，位于大约五分之一的天空中的源将使它们的通量如此强烈地缩小，以至于它们在地球上无法检测到，即使是下一代的UHECR实验。

超高能宇宙射线的起源及其谱裂

Origin of the Ultrahigh-Energy Cosmic Rays and their Spectral Break

皮埃尔·俄歇天文台观测到的能量在宇宙线踝以上的高能宇宙射线（UHECR）的能谱、成分和到达方向，如果假设其起源于河外，则会出现不一致的情况。然而，它们的观测特性，是那些由银河系伽马射线暴中发射的高度相对论性喷流加速的UHECR所预期的，其中大部分都是从地球发射的。如果这种替代解释是正确的，那么在50 EeV附近观察到的UHECR能谱的断裂不是Greisen-Zatsepin-Kuzmin截止，而是来自银河系的高能铁宇宙射线自由逃逸的能量阈值，并且高于它们各自的自由逃逸阈值能量，UHECR核应该指向它们的银河系源或它们的残余，而不是GZK视界内的活动星系核（AGN）。

在星暴超级风中超高能宇宙射线的加速

Acceleration of ultrahigh-energy cosmic rays in starburst superwinds

超高能宇宙射线（UHECR）的来源一直难以捉摸。然而，皮埃尔·俄歇天文台的最新报告提供了一个令人信服的迹象，表明UHECR和附近星暴星系的到达方向之间可能存在相关性。我们认为，如果星爆是源的UHECR，那么粒子加速的大规模终端冲击流从星爆发动机的超级风，代表了最知名的概念模型在市场上。我们研究模型上的新约束，并相应地重新调整自由参数。我们表明，UHECR加速超过约10^{11} GeV仍然与观测一致。我们还表明，该模型可以容纳硬源谱所需的俄歇数据。我们演示了如何中微子发射可以被用来作为一个加速模型之间的干扰。

超高能粒子探测器POEMMA的性能和科学研究

Performance and science reach of POEMMA for ultrahigh-energy particles

极端多信使天体物理探测器（POEMMA）是一项潜在的NASA天体物理探测级任务，旨在从太空观测超高能宇宙射线（UHECR）和宇宙中微子。POEMMA将监测地球大气层的巨大体积，以探测由极高能的宇宙信使产生的广泛的空气簇射（EAS）：在整个天空中超过20 EeV的UHECR和超过20 PeV的宇宙中微子。我们专注于这项研究的影响POEMMA UHECR科学模拟探测器响应和任务性能的EAS从UHECR。我们表明，POEMMA将提供一个显着增加在整个天空中的最高能量观测到的UHECR的统计。POEMMA将是第一个部署在空间的UHECR荧光探测器，将提供对空气簇射纵向发展的高质量立体观测。因此，它将能够提供对UHECR的量热能量和核质量的逐事件估计。相互作用中的粒子物理学限制了对逐个事件的簇射最大值的解释。相比之下，量热能量测量对早期相互作用中不同的可能终态的敏感性明显降低。我们研究的前景，发现的起源和性质的UHECRs使用的能量谱的测量，到达方向的分布，和大气柱深度的EAS纵向发展达到最大的期望。我们还探索POEMMA的补充科学能力，通过其在极端能量的粒子相互作用的灵敏度和它的能力，以检测超高能中微子和光子产生的自上而下的模型，包括宇宙弦和超重暗物质粒子衰变在银河系的光环。

使用LOFAR和AERA无线电探测空气簇射

Radio detection of air showers with LOFAR and AERA

高能宇宙射线撞击到地球大气层上会引发大范围的空气簇射。利用LOFAR射电望远镜和Pierre Auger天文台的Auger工程射电阵列（AERA），可以探测到来自空气簇射的射电辐射。最近的结果，从这两个实验。描述了无线电发射的测量特性。这些测量被用来推导高能宇宙射线的性质：它们的到达方向、能量和粒子类型（质量）。

望远镜阵列的亮点

Highlights from Telescope Array

本文回顾了望远镜阵头三年的观测结果。讨论了超高能宇宙射线的能谱、质量组成和到达方向的各向异性。利用荧光探测器、表面探测器的数据以及利用这两种数据的混合簇射重建技术，确定了能量在$10^{18}$ eV以上的宇宙射线的能谱。踝结构在$10^{18.7}$ eV处清晰可见。第二个弯曲点也被确定，在那里宇宙射线的通量开始减少，光谱指数从$E^{-2.68}$到$E^{-4.2}$的变化。使用荧光探测器数据对簇射发展的研究表明，质子在$10^{18.2}$ eV以上的宇宙射线中占主导地位。在宇宙射线的到达方向上没有发现明显的各向异性。我还提出了进一步的实验扩展正在开发的望远镜阵列网站。

超高能宇宙射线来自活动星系核和费米$γ$射线源吗？

Do Ultrahigh Energy Cosmic Rays Come from Active Galactic Nuclei and Fermi $γ$-ray Sources?

我们研究了俄歇、AGASA和雅库茨克观测到的高能宇宙射线（UHECR）与附近活动星系核（AGN）和$Fermi$源之间可能存在的相关性。我们考虑的偏转效应的银河系磁场（GMF）模型约束的最新测量。我们发现银河系磁场对UHECR的平均偏转角小于$4^\circ$。俄歇宇宙线事件和附近的活动星系核之间的相关性与$\sim 4σ$的显着性水平被发现的俄歇UHECR数据集与或不偏转校正。AGASA/雅库茨克事件与附近活动星系核之间没有相关性。当考虑由GMF模型计算的偏转时，发现Auger事件和$Fermi$源之间以及AGASA事件和$Fermi$活动星系核之间存在边缘相关。然而，雅库茨克数据和$Fermi$源之间没有发现相关性。一些$Fermi$源靠近俄歇、AGASA和雅库茨克探测到的UHECR事件的到达方向，其中大部分可能是偶然巧合，而不是附近宇宙中产生UHECR的物体。NGC 4945、ESO 323-G77、NGC 6951和Cen A等4个100 Mpc以内的$Fermi$源，在距其位置$3.1^{\circ}$以内都有UHECR事件，可能是宇宙线加速器。然而，只有在优选地在这些方向上检测到更多的UHECR时，才能确认关联。

用LOFAR测量大范围空气簇射的射电波前形状

The shape of the radio wavefront of extensive air showers as measured with LOFAR

高能宇宙射线撞击地球大气层引起的大范围空气簇射产生无线电发射，用LOFAR射电望远镜进行测量。由于发射来自几公里的有限距离，入射波前是非平面的。球面，圆锥形或双曲线形的波前已被提出，但个别的空气簇射的测量一直没有定论。对于选定的高品质的样品161测量广泛的空气淋浴，我们已经重建的波前，通过测量脉冲到达时间，以亚纳秒精度在200至350个单独的天线。对于每一个测量的空气簇射，我们已经安装了一个圆锥形，球形和双曲面形状的到达时间。拟合质量和似然分析表明，双曲面是最好的参数化。当重建簇射到达方向时，使用非平面波前形状给出改进的角分辨率。此外，可以看出波前形状对簇射几何形状的依赖性。这表明，它将有可能使用波前形状分析，以获得一个额外的处理上的大气深度的簇射最大值，这是敏感的初级粒子的质量。

用CoREAS模拟预测并应用于LOFAR测量的空气簇射无线电发射的参数化

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。

夸克物质引起的大范围空气簇射

Quark Matter Induced Extensive Air Showers

如果我们银河系的暗物质是由处于彩色超导相的夸克或反夸克组成的，那么这些物体穿过地球大气层的通量将很小，但不为零。一个夸克物质块只会在大气中沉积一小部分动能，而且很可能无法探测到。然而，如果撞击的物体是由反夸克组成的，那么沉积的能量可能相当大。在这种情况下，核块内的核湮灭将引发广泛的空气簇射，其粒子含量类似于高能宇宙射线产生的粒子。本文定性地描述了这种簇射的基本性质。由一个单一的超高能核引发的空气簇射的几个区别将被描述，使这些事件从宇宙射线背景区分开来。这些微妙的特征可能意味着高能宇宙射线光谱的一部分实际上可能是由于这种类型的暗物质相互作用。估计流量的暗物质块和能量沉积在大气中是这样的皮埃尔俄歇天文台可能会证明一个理想的设施，把重夸克物质的流量限制对象。本文试图突出的最佳技术，通过广泛的空气簇射信号寻找夸克物质签名。

超高能粲强子在大气中的传播

Propagation in the atmosphere of ultrahigh-energy charmed hadrons

当初级宇宙线或空气簇射中的主导强子与大气核子碰撞时，可能会产生粲介子。在能量为\ge 10^8 GeV时，它们的衰变长度变得大于10 km，这意味着它们倾向于在空气中相互作用而不是衰变。我们研究大气中长寿命粲强子的碰撞。我们证明了（Λ c，D）-质子衍射过程和任意q ^2的部分子碰撞（其中粲夸克是旁观者）的非弹性比（p，π）-质子碰撞的非弹性小。特别是，我们发现，一个D介子存款在每个相互作用的能量约55%的π介子存款。另一方面，涉及价c夸克的碰撞（它与靶中的海cbar夸克湮灭或t通道中的c-夸克交换）可能会沉积大部分D介子能量，但它们的频率很低（低于非弹性相互作用的0.1%）。因此，高能的粲强子可能在几次强子相互作用后仍能保持相当大一部分的初始能量，比能量相近的π介子或质子能到达更深的大气层。

极地冰层的季节性变化：对超高能中微子探测器的意义

Seasonal Variation of Polar Ice: Implications for Ultrahigh Energy Neutrino Detectors

极地冰层季节性密度变化会影响中微子探测器的信号接收，导致能量和方向重建的不确定性。

用低能宇宙射线探测热平衡的QCD方法

Probing QCD approach to thermal equilibrium with ultrahigh energy cosmic rays

皮埃尔·俄歇合作组织（Pierre Auger Collaboration）报告说，μ子的数量比预期的多出百分之几十，这是通过调整强子相互作用模型以适应大型强子对撞机数据而计算出来的。最近，我们提出了一个解释的μ介子过剩假设形成的退禁闭夸克物质（火球）状态的超相对论宇宙射线与空气核的中心碰撞。在其演化的第一阶段，火球包含胶子以及$u$和$d$夸克。非常高的重子化学势抑制胶子分裂成$u \bar u$和$d \bar d$，因此它们主要分裂成$s \bar s$对。在随后的强子化中，这导致了π介子和光子的强烈抑制，但允许重强子被发射出去，带走奇异性。以这种方式，强子与光子含量的极端不平衡提供了一种提高空气簇射的μ子含量的方法。在这篇文章中，我们研究了强子相互作用模型的理论系统学，该模型用于描述火球爆炸中产生的次级粒子的级联。我们研究的领导LHC调谐模型QGSJET II-04的俄歇分析中考虑的预测之一。

Probing the environments surrounding ultrahigh energy cosmic ray accelerators and their implications for astrophysical neutrinos

We explore inferences on ultrahigh energy cosmic ray (UHECR) source environments -- constrained by the spectrum and composition of UHECRs and non-observation of extremely high energy neutrinos -- and their implications for the observed high energy astrophysical neutrino spectrum. We find acceleration mechanisms producing power-law CR spectra~$\propto E^{-2}$ are compatible with UHECR data, if CRs at high rigidities are in the quasi-ballistic diffusion regime as they escape their source environment. Both gas-dominated and photon-dominated source environments are able to account for UHECR observ…

使用NEVOD-EAS集束型探测器探测大面积空气簇射

Detection of extensive air showers with the NEVOD-EAS cluster type detector

设计了一种新的簇射阵NEVOD-EAS，用于估算切伦科夫水探测器NEVOD和坐标探测器DECOR（莫斯科，俄罗斯）记录的广泛空气簇射的大小、轴位置和到达方向。2015-2016年，阵列的中心部分部署完毕并开始运行。它包括4个独立的闪烁探测器站群，位于NEVOD-DECOR实验综合体周围，面积约为$10^{4} m^{2}$。本文介绍了对EAS参数重建至关重要的阵列簇的幅度和时间特性的研究结果，以及记录的事件的例子。

超高能碰撞中的一种新物理现象

A new physical phenomenon in ultra-high energy collisions

我们表明，结合已发表的皮埃尔俄歇天文台测量的纵向和横向性质的UHE大气阵雨，点在粒子相互作用的性质在1000万美元的能量不可预见的变化。UHE质子-空气相互作用的“玩具模型”，提供了第一个完全一致的描述空气簇射观测。它表明，所观察到的能量依赖性的深度的最大分布可能并不表示过渡到一个较重的组成，因为通常假设。虽然从根本上说是唯象的，但该模型是基于对QCD的正常真空如何被蒸发以及手征对称性如何被UHE碰撞中产生的极端能量密度恢复的考虑。无论它的起源如何，理解这种意想不到的现象为粒子物理学开辟了令人兴奋的方向，并可能影响早期宇宙学。