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
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
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
Cross Calibration of Imaging Air Cherenkov Telescopes with Fermi
一个更新的模型的同步辐射和逆康普顿发射从人口的高能电子的蟹状星云被用来重现测量的光谱能量分布从无线电到高能γ射线。通过比较预测的逆康普顿分量和最近费米测量的星云辐射，就有可能确定星云中的平均磁场，并推导出潜在的电子能量分布。模型计算，然后可以用来交叉校准费米观测与地面的空气簇射测量。由此产生的能量校准因子的推导和可用于结合广泛的能量测量费米与地面测量。
2010-08-26 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
Disentangling the Air Shower Components Using Scintillation and Water Cherenkov Detectors
我们考虑一个地面阵列的闪烁和水切伦科夫探测器的目的是确定μ子含量的空气簇射。这两种类型的探测器对空气簇射的成分的不同响应特性提供了一种推断它们的相对贡献的方法。我们使用一个详细的模拟来估计参数的影响，如闪烁探测器的大小，在确定的μ子组件的大小。
2012-08-10 astro-ph.HE
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
Coherent Cherenkov Radiation from Cosmic-Ray-Induced Air Showers
高能宇宙射线进入地球大气层后，会产生一个等离子云，其移动速度几乎达到光速。地球的磁场在这片云中感应出一个电流，这是发射相干电磁辐射的原因。我们建议寻找一种新的效果：由于空气的折射率，这种辐射在切伦科夫锥中被准直。为了表示与通常的切伦科夫辐射（即来自快速移动的电荷的发射）的区别，我们称之为磁感应切伦科夫辐射。我们指出其签名和可能的实验验证。
2011-07-04 astro-ph.HE
Atmospheric multiple scattering of fluorescence and Cherenkov light emitted by extensive air showers
由空气簇射发射的光的大气光的散射不仅衰减来自簇射的直接荧光，而且有助于观察到的簇射光。到目前为止，在对观测到的空气簇射光学图像进行常规分析时，只考虑了直接和单散射的切伦科夫光子。本文提出了一种计算多次散射光对光学空气簇射图像贡献的蒙特卡罗方法，并给出了模拟结果和散射光对测量的簇射信号贡献的参数化。
2009-04-21 astro-ph.HE
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
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
The air shower maximum probed by Cherenkov effects from radio emission
宇宙射线引起的空气簇射的无线电探测在过去十年中已经开始飞行。随着实验的努力，一些理论模型被开发出来。主要的无线电发射机制被确定为由于地球磁场中的电子和正电子的偏转而产生的地磁发射和由于空气簇射锋中的净电子过剩而产生的电荷过剩发射。直到最近才表明切伦科夫效应在空气簇射的无线电发射中起着重要作用。在这篇文章中，我们展示了这些效应的重要性，以定量地提取从无线电信号中的簇射最大值的位置，这是初始宇宙射线质量的敏感措施。我们还表明，电荷过剩和地磁发射的相对大小的变化相当大，在小的观测距离切伦科夫效应适用。
2013-04-04 astro-ph.HE
Cherenkov light Extrapolation at Ultra High Energy Cosmic Rays in Extensive Air Showers
用计算机程序CORSIKA模拟了高能宇宙射线（E>=10^16 eV）作用下的广延空气簇射（EAS）粒子的切伦科夫光横向分布函数（LDF）。在此模拟的基础上构建的参数化使我们能够重建事件，也就是说，从Tunka-25设施记录的切伦科夫光信号幅度重建产生EAS的粒子的类型和能量。考虑了切伦科夫光LDF近似在能量范围（10^16-2.10^18 eV）的外推。
2011-03-22 astro-ph.HE physics.gen-ph
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
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
A Realistic Treatment of Geomagnetic Cherenkov Radiation from Cosmic Ray Air Showers
基于三维蒙特卡罗模拟得到的真实地球磁场中的气流，对超高能宇宙射线引发的空气簇射的相干电磁辐射进行了宏观计算.我们讨论了正确处理空气中的折射率的重要性，由格莱斯顿和戴尔的法律，这极大地影响了脉冲的某些配置相比，一个简化的治疗使用一个恒定的指数。我们预测，特别是地磁切伦科夫辐射，它提供了强信号，在高频率（GHz），为某些几何形状连同“正常辐射”的淋浴最大值，导致在频谱的双峰结构。我们还提供了一些信息的数值程序被称为EVA 1.0。
2012-08-29 astro-ph.HE
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
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
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
Universality of Cherenkov Light in EAS
用非成像切伦科夫探测器阵列重建宇宙射线引起的广泛的空气簇射，需要知道任何给定的空气簇射的切伦科夫产率为一组给定的簇射参数。虽然空气簇射是以随机级联的方式发展的，但簇射中粒子的某些特性已经被证明来自普适概率分布，这一特性被称为簇射普适性。簇射中带电粒子的能量和角分布都已被参数化。人们可以使用这些分布来计算切伦科夫光子产额，作为在簇射发展的各个阶段的带电粒子的切伦科夫锥的角分布。这个切伦科夫光子产额可以制成表格，用于重建空气簇射。在这项工作中，我们开发的Cherenkov角分布和每个簇射粒子的Cherenkov产率的计算，并显示如何构建一个查找表来捕获这些分布的相关功能，供一般使用。我们比较我们的计算结果与完整的，粒子堆栈，蒙特卡罗模拟的切伦科夫光产生的广泛的空气淋浴使用CORSIKA-IACT的结果。我们比较了几个探测器中切伦科夫光子通量的横向分布和单个探测器中切伦科夫光子的到达时间分布。
2023-03-28 astro-ph.HE hep-ph
Parametrization for Cherenkov light lateral distribution function in Extensive Air Showers
利用CORSIKA程序对Tunka-25型大范围空气簇射（EAS）阵列在10^13-10^16 eV能量范围内的切伦科夫光横向分布函数（LDF）进行了数值模拟。在此模拟的基础上，我们得到了一组近似函数的原始质子，铁核和伽玛量子的天顶角θ <=20。计算的切伦科夫光LDF与Tunka-25阵列测量的比较表明，初级粒子的识别和定义的“膝盖”周围的能量的机会。
2011-03-26 astro-ph.HE physics.gen-ph
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
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
Description of longitudinal profiles of showers dominated by Cherenkov light
为了描述Cherenkov支配簇射的纵向发展，我们研究了高能宇宙射线诱导的空气簇射中的能量沉积和带电粒子数。基于蒙特卡罗模拟，不同的估计量热能量之间的差异被记录。我们专注于从沿CONEX和CORSIKA级联产生的荧光和切伦科夫光推断的空气簇射的能量沉积配置文件。
2017-09-05 astro-ph.HE
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
Modeling of the Tau and Muon Neutrino-induced Optical Cherenkov Signals from Upward-moving Extensive Air Showers
我们提出了一个详细的建模和计算方法来确定光学切伦科夫信号产生的向上移动广泛的空气簇射（EAS）诱导的$τ$ -轻子和μ子，来源于高能天体物理中微子在地球上相互作用。在arxiv：1902.11287中进行的物理建模和Cherenkov信号模拟的基础上，该方案包括一个新的、最先进的μ子中微子在地球内部传播的计算以及对$τ$ -轻子μ子衰变通道的贡献。建模考虑了所有可能的$τ$ -轻子衰变和μ子能量损失通道，这些通道馈送由τ和μ子发起的EAS产生的光学切伦科夫发射。EAS建模使用EAS中的电子能量、角和横向分布及其演化，以及切伦科夫发射的波长依赖性及其大气衰减。这里介绍的结果重点关注亚轨道（球载）和轨道（卫星）仪器的检测能力。后一种情况是为POEMMA计算的，以与arxiv：1902.11287中提出的情况进行比较，特别是包括$τ$ -轻子的μ子衰变通道和来自地球中μ子中微子相互作用的μ子EAS切伦科夫信号。通过详细说明所有这些个人的贡献，光学切伦科夫发射和检测，我们展示了如何合奏，包括μ子通道提供了一个大的检测能力，为天基，高能宇宙中微子探测。具体来说，我们表明，中微子能量$\lt$ 10 PeV，向上EAS灵敏度由于μ介子中微子在地球上的相互作用开始占主导地位的τ中微子相互作用，有效地扩展中微子的灵敏度较低的能量。
2020-11-19 astro-ph.HE
Performance Studies of Layered Water Cherenkov Detectors
针对下一代空气簇射探测器对超高能伽马射线和宇宙线质量成分的探测需求，研究了分层水切伦科夫探测器的性能，展示原型水箱性能与模拟对比，还计算了满足GCOS观测站要求的探测器数量和间距。
2025-08-24 astro-ph.HE astro-ph.IM
A template method for measuring the iron spectrum in cosmic rays with Cherenkov telescopes
宇宙射线中元素的丰度与能量有关，这对理解宇宙射线的加速和传播起着重要作用。目前的大多数结果或是通过气球或卫星上的探测器直接测量得到的，或是通过地球表面的空气簇射探测器阵列间接测量得到的。成像大气切伦科夫望远镜（IACTs）主要用于$γ$射线天文学，也可用于宇宙射线物理学。它们能够测量重核和空气簇射中产生的次级粒子发出的切伦科夫光，因此对能量为数十至数百TeV的宇宙射线粒子的电荷和能量敏感。介绍了一种基于模板的方法，该方法可用于从IACT拍摄的图像中同时重建初级粒子的电荷和能量。用这种方法可以从较轻的宇宙射线中分离出重核，如铁，因此可以在几十到几百TeV的范围内测量这些核的丰度和光谱。
2015-08-24 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Tunka Radio Extension (Tunka-Rex): Status and First Results (ICRC 2013)
Tunka-Rex是一种新的无线电天线阵列，它扩展了西伯利亚贝加尔湖附近的Tunka实验。它由20个天线组成，覆盖面积为1平方公里，用于测量高能空气簇射的无线电发射。通卡-雷克斯由通卡的光电倍增管阵列触发，测量能量范围从大约10 PeV到1 EeV的空气簇射的空气切伦科夫光。这种配置允许在全球范围内首次对相同事件的无线电和空气切伦科夫信号进行混合测量：这是在两种方法之间进行交叉校准的理想情况。因此，Tunka-Rex的主要目标是通过将无线电测量结果与空气切伦科夫测量结果的重建进行比较，确定无线电测量结果的可实现能量和Xmax精度。Tunka-Rex于2012年秋季开始运行，并已探测到空气簇射事件。在本文中，我们提出了通卡雷克斯的地位和第一个结果表明，通卡雷克斯措施确实无线电发射的空气阵雨，这是敏感的能量。
2013-08-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
The SPHERE-2 detector for observation of extensive air showers in 1 PeV -- 1 EeV energy range
介绍了球载探测器SPHERE-2，该探测器是为利用从白雪皑皑的贝加尔湖表面反射的瓦维洛夫-切伦科夫光学辐射（"切伦科夫光“）进行广泛的空气簇射观测而设计的。我们简要地讨论了反射切伦科夫光方法背后的概念，在实验现场的条件下，并概述了用于解除SPHERE-2望远镜的表面以上的系留气球的建设。本文主要致力于详细的技术描述的探测器，包括其光学系统，敏感元件，电子学，和数据采集系统（DAQ）。文中给出了该光学系统的实验室和现场测试结果。
2019-12-24 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Mastering 3D-detection of Extensive Air Showers in Cherenkov Light
该研究介绍一种新型SPHERE系列探测器，结合反射与直接光探测实现三维广延大气簇射观测，旨在1-100 PeV能量范围内研究宇宙射线质量组成。
2025-05-10 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
The Dark Matter Programme of the Cherenkov Telescope Array
在过去的几十年里，已经积累了大量的证据证明暗物质的存在。与此同时，人们也做了很多努力来试图确定什么是暗物质。间接搜索着眼于宇宙中暗物质被认为是丰富的地方，并寻找可能的湮灭或衰变签名。切伦科夫望远镜阵列代表了下一代切伦科夫成像望远镜，在南半球和北半球各有一个站点，将能够以前所未有的灵敏度和几十GeV以上的角分辨率观测所有天空。CTA联盟将进行一项雄心勃勃的间接暗物质搜索计划，我们在这里报告最光明的前景。
2017-09-19 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Fundamental Physics with Charged Particle Measurements at the Cherenkov Telescope Array
宇宙电子、正电子、质子和反质子携带着天体物理过程和基础物理学的重要信息。带电粒子提供了暗物质湮灭或衰变的特征，即宇宙中的\emph{in situ}，它与其他间接探测暗物质的信使伽马射线和中微子是互补的。我们讨论了切伦科夫望远镜阵列（CTA）的带电粒子测量的科学潜力，该仪器正在开发中，主要用于研究能量为$30\ \textrm{GeV} - 200\ \textrm{TeV}$的宇宙伽马射线。
2013-04-30 astro-ph.HE astro-ph.IM
Cosmic tau neutrino detection via Cherenkov signals from air showers from Earth-emerging taus
我们对地球中τ中微子和反中微子相互作用产生的地球出射$τ$ -轻子的通量和能谱进行了新的详细计算。地球分层模型用于描述地球的变密度剖面。不同的假设，关于中微子带电和中性电流截面以及$τ$ -轻子能量损失模型被用来量化的系统不确定性，从这些结果。然后，基线模拟用于产生光学切伦科夫信号从向上移动的广泛的空气簇射产生的$τ$ -轻子衰变在大气中，适用于一系列的天基仪器。我们使用这个模拟来确定中微子的灵敏度为$E_ν>$ 10 PeV的天基实验的性能类似的探测器的极端多信使天体物理学（POEMMA）目前正在研究的任务。
2019-10-11 astro-ph.HE hep-ph
The Tunka Radio Extension (Tunka-Rex): Radio Measurements of Cosmic Rays in Siberia (PISA 2015)
通卡天文台位于俄罗斯西伯利亚贝加尔湖附近。其主要探测器Tunka-133是一组光电倍增管，用于测量能量范围约为$10^{16}-10^{18}\,$ eV的宇宙射线引发的空气簇射的切伦科夫光。在过去几年中，通卡场址已进行了几次扩建，例如，一个名为Tunka-Grande的闪烁体阵列，一个名为HiSCORE的复杂空气切伦科夫探测器原型，以及无线电扩展Tunka-Rex。通卡-雷克斯于2012年10月开始运行，目前有44个天线，分布在约$3\,$ km $^2$的区域，测量通卡-133和通卡-格兰德探测到的相同空气阵雨的无线电发射。Tunka-Rex是一个技术演示器，无线电技术可以提供现有空气簇射阵列的经济扩展。主要的科学目标是与空气切伦科夫测量的交叉校准。通过这种交叉校准，可以确定初级宇宙线粒子能量和质量重建的精度。最后，通卡-雷克斯可以用于能量接近$1\,$ EeV的宇宙射线物理，其中标准的通卡-133分析受到统计学的限制。与空气切伦科夫测量相比，无线电测量不限于黑暗，晴朗的夜晚，可以提供更大的曝光量。
2015-09-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Simulation of propagating EAS Cherenkov radiation over the ocean surface
本文给出了切伦科夫光在海洋上空发展的大范围空气簇射中在空气和水中传播的计算结果。限制天顶角的阵雨，在该注册的闪烁的反射切伦科夫光子的卫星为基础的探测器TUS是可能的，进行了分析，考虑到海洋表面上的波浪。
2011-10-21 astro-ph.HE
A template method for measuring the iron spectrum in cosmic rays with Cherenkov telescopes
了解宇宙射线的来源、加速机制和传播是天体粒子物理学研究的一个活跃领域。测量地球上宇宙射线的光谱和元素组成可以帮助解决这个问题。IACTs虽然主要用于$γ$射线天文学和对暗物质的间接搜索，但在这方面可以做出重要贡献。特别是，他们能够通过利用大气层中带电粒子发出的切伦科夫直接光，将宇宙射线中的重核与质子和较轻的核区分开来。本文提出了一种由初级粒子发射的切伦科夫光及其引起的空气簇射来重建初级宇宙线粒子相关性质的方法。
2015-08-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
A test of the hadronic origin of $γ$-rays from blazars with up to month-later follow-up of IceCube Alerts with Imaging Air Cherenkov Telescopes
冰立方中微子的来源目前还不清楚。对它们发射的$γ$射线的多信使观测可以指导它们的识别，如TXS 0506+056的例子。本文提出了一种用成像空气切伦科夫望远镜从与可能的天体物理中微子相符合的源中寻找$γ$射线的新方法。我们建议延长$γ$ -射线的搜索，从目前的做法，只有几天，最多一个月的中微子警报。我们测试这种策略的模拟源建模后的耀变体\emph{TXS 0506+056-like}，发射中微子和$γ$ -射线通过光强相互作用：$γ$ -射线随后在VHE范围内进行再处理。使用MAGIC作为基准的例子，我们表明，目前切伦科夫望远镜应该能够检测到$γ$ -射线对应中微子警报的速度约为每年一次。有人提出，高能扩散中微子通量可以解释为所有耀变体中的$\sim$ 5\%每10年发生一次中微子耀斑，中微子光度与2014-2015年中微子耀斑期间的TXS 0506+056相似。我们的策略的实施可能会导致，在一年或几年的时间尺度，要么检测到这一子类的耀变体的扩散中微子通量的贡献，或对这个模型的约束。
2021-05-28 astro-ph.HE
Measurement of the Iron Spectrum in Cosmic Rays with VERITAS
宇宙射线的元素能谱在理解其加速和传播过程中起着重要作用。目前大多数的结果是通过气球或卫星探测器的直接测量或通过地球表面的空气簇射探测器阵列的间接测量获得的。成像空气切伦科夫望远镜（IACTs）主要用于伽马射线天文学，也可用于宇宙射线物理学。它们能够测量重核和在其空气簇射中产生的次级粒子发出的切伦科夫光，因此对能量为数十至数百TeV的宇宙射线粒子的电荷和能量敏感。将介绍根据2009年至2012年期间VERITAS IACT阵列采集的71小时数据对铁原子核能谱的测量。使用基于模板的似然拟合来重建初级粒子的能量和其他属性。事件选择利用直接切伦科夫光，它是由初级粒子在开始空气簇射之前发射的。使用多变量方法来估计剩余背景。使用这些方法，铁谱测量的能量范围从20 TeV到500 TeV。
2017-09-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
A Compact High Energy Camera (CHEC) for the Gamma-ray Cherenkov Telescope of the Cherenkov Telescope Array
伽玛射线切伦科夫望远镜（GCT）是切伦科夫望远镜阵列（CTA）中的一个小尺寸望远镜（SST），目标是1 TeV到300 TeV的能量范围。GCT将配备一个紧凑型高能照相机（CHEC），包含2048个像素，物理尺寸约为6 $\times$ 6 mm $^2$，导致视场超过8度。基于定制TARGET ASIC和FPGA的电子器件以每秒千兆采样的速度对输入信号进行采样，并提供灵活的触发方案。每个事件中每个像素的波形都可以按需读出，每秒超过600个事件，没有损失。2015年底，巴黎Meudon的GCT原型使用第一个CHEC原型，M-M，从空气淋浴中看到了第一个切伦科夫光。这篇文章介绍了实验室和现场测试的结果，以及在CTA内部署的强大相机设计所取得的进展。
2017-09-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Toward the Detection of Relativistic Image Doubling in Imaging Atmospheric Cerenkov Telescopes
宇宙伽马射线光子入射到高层大气中，产生空气簇射，相对于空气以超光速移动到地球表面。尽管许多这些空气簇射沿着它们的轨迹保持超光速，但朝向单个成像大气切伦科夫望远镜（IACT）的簇射速度分量可能会从超光速下降到亚光速。当这种情况发生时，能够在时间和角度上解决空气簇射的IACT应该能够记录一种称为相对论性图像加倍（RID）的不寻常的光学效应。RID的逻辑是，当簇射朝向IACT的速度分量是超光速时，簇射似乎先于其自身的切伦科夫辐射，但当簇射朝向IACT的速度分量是亚光速时，簇射似乎跟随其自身的切伦科夫辐射。其结果是，IACT将看到流星雨不是从大气层的顶部开始，而是从中间开始--在流星雨路径上的径向速度分量下降到亚光速的那一点。然后，IACT将看到淋浴的图像同时上下移动。一个简单的模拟演示这种效果。RID的明确识别将确认在大气中的一种新的光学成像效应，而不是由透镜引起的，而是仅仅由相对论运动学引起的，并可能有助于相对论空气簇射的路径和速度重建的准确性。
2019-10-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
Generation of Imaging Air Cherenkov Telescope images using Diffusion Models
Erlangen Centre for Astroparticle Physics, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根天体粒子物理中心，弗里德里希·亚历山大埃尔朗根-纽伦堡大学）；Kobayashi-Maskawa Institute, Nagoya University（小林诚益川理英研究所，名古屋大学）；Department of Particle Physics and Astrophysics, Stanford University（斯坦福大学粒子物理与天体物理学系）；Fundamental Physics Directorate, SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室基础物理部）；Department of Physics, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校物理系）
本文首次应用基于分数的扩散模型生成 IACT 图像，实现了对 γ 射线和质子 shower 的高质量模拟，优于 GAN 方法，为快速仪器响应生成和探测器优化提供了新途径。
2026-09-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
Investigation of energy spectrum and chemical composition of primary cosmic rays in 1-100 PeV energy range with a UAV-borne installation
制定了一个新项目，采用一种比较新的方法研究初级宇宙射线-记录从雪表面反射的大范围空气簇射的光学瓦维洛夫-切伦科夫辐射（切伦科夫光）。该项目的目的是通过探测反射的大面积空气簇射的切伦科夫光，研究能量范围在1-100 PeV的宇宙射线质量组成。计划使用硅光电倍增器作为探测器的主要光敏元件，并计划使用一架无人驾驶飞行器将测量设备空运到积雪覆盖的地面上。
2020-05-16 astro-ph.HE astro-ph.IM
Deep learning techniques for Imaging Air Cherenkov Telescopes
该研究针对成像大气切伦科夫望远镜的粒子区分、核分类、异常检测问题，提出基于全模拟簇射图像训练机器学习架构的方法，用卷积神经网络做分类、自编码器做异常检测，经H.E.S.S.实验验证后可推广至其他同类望远镜与实验。
2023-03-14 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
