Enhancement of the Yakutsk array by atmospheric Cherenkov telescopes to study cosmic rays above $10^{15}$ eV
雅库茨克阵列增强项目的目的是创建一个研究最高能量银河宇宙射线（CR）的仪器--它们的来源、能谱和质量组成。此外，将有独特的能力，调查之间的过渡区银河系和银河系外的组成部分的CR。我们计划利用成熟的适合于$E>10^{15}$ eV能区的成像大气切伦科夫望远镜技术测量簇射的纵向结构参数，例如，与$X_{max}$相关的切伦科夫信号的角分布和时间分布以及CR的质量组成。雅库茨克阵列的主要优点，如广泛的空气簇射的多分量测量，和基于切伦科夫光测量的模型独立的CR能量估计，将被创建的仪器继承。
2010-11-18 astro-ph.IM
Skymap for atmospheric muons at TeV energies measured in deep-sea neutrino telescope ANTARES
最近不同的实验提到已经观察到大尺度的宇宙线各向异性在TeV的能量，例如米拉格罗，西藏和超级神冈。对于这些能量，宇宙射线应该是接近各向同性的。任何对宇宙线各向异性的测量都可以提供一些关于宇宙线传播和起源的信息。虽然ANTARES中微子望远镜的主要目的是探测高能宇宙中微子，但探测器主要测量向下运动的μ子，这是宇宙射线在地球大气层中碰撞的衰变产物。本文介绍了ANTARES实验中第一年测量TeV能量下行大气μ介子的分析方法，当时最后12条谱线中有5条正在采集数据。
2009-08-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
Calibration of atmospheric neutrino flux calculations using cosmic muon flux and charge ratio measurements
宇宙线在地球大气中相互作用产生的中微子通量的一般特征已得到很好的描述。然而，计算的绝对精度仍然是不够的，在非常向前的区域的强子相互作用的建模的不确定性仍然是一个主要的限制。在这项工作中，我们基准的当前一代强子模型使用高精度的大气μ子计算从几个GeV到多个TeV的能量提供的MCEq代码。我们推导出修正强子模型使用公开可用的测量大气μ介子的通量和电荷比从地面和地下探测器。在合并数据时，考虑了实验的不确定性。我们讨论的校准方法和强度的派生约束。
2019-09-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Impact of atmospheric effects on the energy reconstruction of air showers observed by the surface detectors of the Pierre Auger Observatory
大气条件，如压力（P）、温度（T）或空气密度（$ρ\propto P/T$），影响高能宇宙射线引发的扩展空气簇射的发展。我们研究了大气变化对重建空气簇射的影响，从皮埃尔俄歇天文台的表面探测器阵列的数据，分别考虑与探测器间距为1500米和750米的间距之一。我们观察到调制的事件发生率是由于空气密度和压力的变化对测量信号的影响，从中获得的能量估计。我们展示了如何的能量分配可以被纠正，以考虑到这样的大气影响。
2017-02-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
Optic detectors calibration for measuring ultra-high energy extensive air showers Cherenkov radiation by 532 nm laser
PMT矩阵的标定是切伦科夫跟踪探测器数据处理的关键。此外，由于取决于季节，天气等大气中的气溶胶丰度的高度可变性，在测量期间需要对大气透明度进行持续监测。为此目的，除了传统的方法外，还使用了激光大气探测站。
2014-12-24 astro-ph.IM
Understanding the Effect of Atmospheric Density on the Cosmic Ray Flux Variations at the Earth Surface
我们在这封信中报告的第一次在对流层和平流层的不同空气密度的地球表面的μ介子和中子通量的变化的数值模拟。模拟的中子和μ子通量的变化是非常好的协议，在奥卢和亚特兰大的μ子通量变化的测量中子通量的变化。结果表明，平流层空气密度变化对μ子通量变化的影响占主导地位，对流层空气密度变化对μ子通量变化的影响占主导地位。这些结果为利用全球宇宙线资料系统研究全球温度演化开辟了一条新的途径。
2013-03-28 astro-ph.IM physics.ao-ph
Atmospheric Temperature Effect in secondary cosmic rays observed with a two square meter ground-based detector
圣地亚哥-德孔波斯特拉大学（西班牙）物理系安装了一个基于定时电阻板室（tRPC）单元的高分辨率2米$^2$跟踪探测器，以增进我们对抵达地球表面的宇宙射线的了解。在探测器短暂试运行后，对次级宇宙射线成分的大气温度效应进行了研究。基于主成分分析（PCA）的方法已经实现，以获得温度系数的分布，$W_T(h)$，作为输入的测量速率的近垂直的宇宙线轨道，显示出良好的协议与理论预期。该方法成功地消除了不同大气层之间存在的相关性，否则这将是主要的。我们简要地描述了初始校准和压力校正程序，这对隔离温度效应至关重要。总的来说，通过系数$α_T= -0.279 \pm 0.051 $ \%/K，测得的宇宙线速率与有效大气温度呈现出预期的负相关关系。利率随季节变化，不寻常的短期事件也被清楚地识别出来。
2020-02-11 astro-ph.IM physics.ao-ph physics.space-ph
Atmospheric Newtonian Noise May Constrain Third-Generation Gravitational-Wave Detectors
本文通过通用标度公式重新评估大气牛顿噪声，指出其对先进LIGO影响有限，但将主导第三代低频引力波探测器，且低频截止频率主要取决于探测器埋深。
2025-05-08 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Tidal Frequencies in the Time Series Measurements of Atmospheric Muon Flux from Cosmic Rays
潮汐频率检测时间序列μ子通量测量进行了为期八年。介子的产生和随后的衰变产生了在地平面上观察到的μ子。我们解释的周期性行为的结果高海拔密度变化的介子生产点。这些变化是由太阳热循环驱动的。探测到的频率与已发表的潮汐频率非常一致，表明μ子可以作为研究20至60公里高度大气潮汐的补充探测器。
2016-10-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
Zenith distribution and flux of atmospheric muons measured with the 5-line ANTARES detector
ANTARES高能中微子望远镜是一个由大约900个光电倍增管组成的三维阵列，分布在地中海的12条系泊线上。2007年2月至11月，它以5线配置获取数据。测量了大气μ子通量的天顶角分布和相关的深度-强度关系，并与以前的测量结果和Monte Carlo预期进行了比较。由于环境和探测器参数的不确定性的系统影响的评价。
2010-07-11 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Using Cosmic Rays to Predict the Weather: Meteorological Data Assimilation of Atmospheric Muon Flux Data
Ohio State University（俄亥俄州立大学）
研究探讨利用大气μ子通量测量改善大气状态估计的潜力，通过热带气旋弗雷迪路径上模拟观测的案例研究，发现用较小天体粒子探测器数据可提升数据同化性能，且该改进部分独属于μ子通量测量。
2026-07-29 astro-ph.EP astro-ph.IM hep-ex
Electron muon identification by atmospheric shower and electron beam in a new concept of an EAS detector
我们目前的结果表明，时间分辨率和$μ$ /e分离能力与一个新的概念的EAS探测器能够测量大天顶距到达的宇宙射线。这种探测器被设计成一个大面积（几平方公里）的表面阵列的一部分，该阵列设计用于使用掠地技术测量超高能（10-200 PeV）$τ$中微子。一个标准，以确定电子-γ射线也示出和粒子识别能力进行了测试，符合在德国卡尔斯鲁厄的KASKADE-GRANDE实验的测量。
2015-01-14 astro-ph.IM physics.ins-det
Sensitivity to point-like sources of the ALTO atmospheric particle detector array, designed for $\rm 200\,GeV$--$\rm 50\,TeV$ $γ$-ray astronomy
在为$γ$射线天文学设计的大气簇射阵列的背景下，并在ALTO项目的背景下，我们提出：在专用蒙特卡罗模拟的基础上，研究宇宙射线背景中较重原子核对估计的$γ$射线探测性能的影响，这是一种计算对点状源的灵敏度的方法，以及最后在已知点状源列表上达到可靠检测所需的观测时间。
2023-03-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
Cosmic Rays as an Interdisciplinary Earth Observation Tool: From Particle Physics and Atmospheric Processes to Geosciences and Urban Science
FNRS-ULB Brussels（比利时法语自由大学）；Middle East Technical University（中东理工大学）
宇宙射线在粒子物理、大气过程、地质学和城市科学中的应用被综述，通过整合遥感和GIS技术，弥补点测量与卫星观测间的尺度差距，实现地下三维数字表示。
2026-10-15 astro-ph.IM hep-ex physics.ao-ph
Measuring contributions from single and multiple atmospheric secondary cosmic rays in the {\it Princess Sirindhorn Neutron Monitor} using cross-counter neutron time delay distributions
Mahidol University（玛希隆大学）；University of Delaware（特拉华大学）；Chiang Mai University（清迈大学）；Rajamangala University of Technology Thanyaburi（皇家理工大学塔尼布里分校）
通过分析交叉计数器时间延迟直方图，提取了领导者分数L并校正大气效应，发现大间距下L≈0.997，表明0.3%的计数与远处计数时间相关，且需要同一宇宙射线簇中的多个次级粒子贡献，约4.5%的PSNM计数来自不同次级粒子。
2026-05-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
Hadron Generator and Atmospheric Seasonal Variation Influence on Cosmic Ray Ionization computed with CORSIKA Code
近年来，宇宙线大气电离物理模型的发展取得了重要进展。基本上，模型是全目标的，即基于大气中电磁-μ子-核子级联的蒙特卡罗模拟。一般来说，质子核在这些模型中的贡献是突出的，即初级宇宙射线$α$ -粒子和重核被忽略或缩放到质子。宇宙线大气级联的发展对初级宇宙线粒子的能量和质量十分敏感。在地球大气层级联的蒙特卡罗模拟中，最大的不确定性是由于假设的强子相互作用模型，即所谓的强子发生器。在本文的工作中，我们比较了初级宇宙线核，如质子，$α$ -粒子，氧和铁核的电离产额函数$Y$，假设不同的强子相互作用模型。计算采用CORSIKA 6.9程序，使用GHEISHA 2002，FLUKA 2011，UrQMD强子发生器（能量低于80 GeV/核子）和QGSJET II强子发生器（能量高于80 GeV/核子）。强子发生器之间观察到的差异被广泛讨论。研究了不同大气参数化，即美国标准大气、美国标准大气冬、夏季廓线对离子产生率的影响。假设真实的初级宇宙射线质量组成，离子产生率是在几个刚性截止-从1 GV（高纬度）到15 GV（赤道纬度）使用各种强子发生器。计算结果与实验数据进行了比较。最后给出了强子发生器一致性的结论。
2014-09-26 astro-ph.EP 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
High-altitude polar NM with the new DAQ system as a tool to study details of the cosmic-ray induced nucleonic cascade
中子监测器（NM）是自20世纪50年代以来的标准地面探测器，其计数率反映了宇宙射线的变化。世界范围的纳米仪器网络构成了一个粗略的宇宙射线光谱仪。最近，位于南极中部高原Concordia研究站的DOMC和DOMB NM上安装了一个全新的数据采集（DAQ）系统。新的DAQ系统以2 MHz的采样率进行数字化，并记录与探测器中的次级粒子相对应的所有单个脉冲。脉冲特性分析（即形状、大小、持续时间、等待时间），并确定了几个明显可区分的分支：（A）对应于单个次级中子的信号，（B）代表探测器的噪声，（C）对应于{同一大气级联的短分离核子}的双脉冲，（D）对应于单个次级中子的信号，（E）对应于单个次级中子的信号，（（D）可能由大气μ子引起的非常高的多脉冲;以及（E）可能由相邻探测器的污染引起的双脉冲。对等待时间分布的分析揭示了两个明显可区分的峰：约1毫秒处的峰（I）与次级大气中子的级联内扩散和热化有关; 30- 1000毫秒处的峰（II）对应于单个大气级联。这开辟了一个新的可能性，研究光谱的宇宙射线粒子在一个单一的位置，以及宇宙射线引起的大气级联的细节，使用相同的数据集。
2021-04-10 astro-ph.IM physics.space-ph
Neutrino Telescope Array Letter of Intent: A Large Array of High Resolution Imaging Atmospheric Cherenkov and Fluorescence Detectors for Survey of Air-showers from Cosmic Tau Neutrinos in the PeV-EeV Energy Range
本意向书（LoI）描述了中微子望远镜阵列（NTA）项目的大纲和计划。高能中微子为强子加速提供了独特而无可争辩的证据。最近，冰立方已经报道了超过预期的来自大气秒的天文中微子候选者，但受到水切伦科夫探测方法的限制。下一代高能中微子望远镜应该能够为宇宙高能中微子建立无可争辩的证据。它不仅应该有数量级的更大的灵敏度，而且还应该有足够的指向精度来探测已知或未知的天文物体，而不会受到大气层的影响。拟议的装置是一个大型阵列的成像大气切伦科夫和荧光探测器的复眼站，具有宽视场和精细的观测能力，从PeV-EeV能量范围的宇宙τ中微子的空气簇射。这套先进的光学复杂系统主要是在全天空巡天高分辨率空气簇射探测器（Ashra）的基础上发展起来的，并采用τ簇射掠地方法对PeV-EeV τ中微子进行巡天。在标准GRB中微子注量的条件下，它可以对PeV-EeV τ中微子进行宽（30 ° x 360 °）和深（~400 Mpc）的巡天观测，而且在基本无背景的条件下，它的指向精度优于0.2 °。通过在宽视场中对掠地τ阵雨进行先进成像，我们的目标是明确发现和识别天文τ中微子源，为天体物理强子模型提供不可逃避的证据，以加速和/或在精确确定的方向上传播极高能量的质子。
2015-07-22 astro-ph.IM hep-ex
TRAGALDABAS. First results on cosmic ray studies and their relation with the solar activity, the Earth magnetic field and the atmospheric properties
来自地外的宇宙射线会永久性地到达地球大气层，在那里它们会产生多达数十亿的次级粒子。对到达地球表面的次级粒子的分析可以提供关于太阳活动、地磁场和大气变化等非常有价值的信息。在这篇文章中，我们提出了第一个初步的分析结果的宇宙射线测量的高分辨率跟踪探测器，TRAGALDABAS，位于圣地亚哥德孔波斯特拉大学，在西班牙。
2017-01-25 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
The IceCube Neutrino Observatory II: All Sky Searches: Atmospheric, Diffuse and EHE
所有天空中微子搜索：大气中微子天体物理学中微子美容中微子; 2011年在北京举行的第32届国际宇宙线会议上提交了论文。
2011-11-17 astro-ph.HE astro-ph.IM
Atmospheric aerosols at the Pierre Auger Observatory and environmental implications
皮埃尔俄歇天文台探测到最高能量的宇宙射线。用荧光探测器对宇宙射线引起的大范围空气簇射进行了量热测量。因此，主要挑战之一是大气监测，特别是对大气中悬浮的气溶胶的监测。描述了几种方法，已开发的测量气溶胶光学厚度分布和气溶胶相函数，使用激光和其他光源的荧光检测器记录。通过俄歇站点的大气气溶胶的起源也被提出，突出周围地区的大气特性的影响。为了将皮埃尔俄歇天文台扩展为一个大气研究平台，讨论了一个合作项目。
2012-08-30 astro-ph.IM physics.ao-ph physics.geo-ph
The ARTI Framework: Cosmic Rays Atmospheric Background Simulations
ARTI是一个完整的框架，旨在模拟次级粒子产生的信号，这些次级粒子是从单个、多个甚至整个初级宇宙射线通量与大气相互作用中产生的。这些信号被模拟用于位于任何位置（纬度、经度和高度）的任何粒子探测器，包括实时大气、地磁和探测器条件。通过一系列用C++、Fortran、Bash和Perl编写的代码制定，它提供了三种不同仿真环境的易于使用的集成：magnetocosmic、CORSIKA和Geant 4。这些工具评估地磁场对初级通量的影响、大气中的宇宙射线簇射以及探测器对粒子次级通量的反应。在这项工作中，我们展示了ARTI框架的使用，通过计算拉丁美洲巨型天文台，宇宙射线天文台位于拉丁美洲，覆盖范围广泛的高度，纬度和地磁刚性的8个选定的站点的信号的总预期通量。ARTI还计算在伽马射线暴突然发生期间预期的信号通量或源自稳定伽玛源的高能光子通量。它还将这些通量与预期的背景进行比较，以在部署在高海拔地点的单个水切伦科夫探测器中探测这些现象。更重要的是，通过使用ARTI，可以非常精确地计算高能量μ子和地面上其他次级粒子的预期通量，并将其注入地质结构以用于μ成像应用。
2022-11-15 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Origin of atmospheric aerosols at the Pierre Auger Observatory using backward trajectory of air masses
皮埃尔·奥杰天文台是有史以来最大的运行中的宇宙射线天文台。用荧光探测器对宇宙射线引起的大范围空气簇射进行了量热测量。因此，主要挑战之一是从大气状态变量和光学特性两方面监测大气。为了更好地了解大气条件，提出了研究现场上方的气团轨迹。这项研究是利用大气科学中众所周知的空气模拟程序进行的。它的有效性已被检查使用气象无线电探空仪在皮埃尔俄歇天文台进行探测。最后，中央激光设施测量的气溶胶浓度值进行了比较，向后的轨迹。
2012-07-15 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ao-ph
Measuring Changes in the Atmospheric Neutrino Rate Over Gigayear Timescales
在与太阳系年龄相当的时间尺度上测量宇宙射线通量，$\sim 4.5\,$ Gyr，可以为地球，太阳系甚至我们的银河系的历史提供一个新的窗口。我们提出了一种技术，间接测量宇宙射线的速度作为时间的函数使用的痕迹，大气中微子的古探测器，天然矿物记录的损害轨迹从核反冲。地球上常见的矿物年龄为$\lesssim 1\,$ Gyr，这使得我们能够在与太阳系年龄相同的时间尺度上回顾宇宙射线的历史。由于收集了不同年代的样品，并具有合理的准确性，这种技术特别适合于测量地球上宇宙射线通量的历史变化，并广泛适用于天体物理学和天体物理学。
2020-11-30 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Probing Atmospheric Electric Fields in Thunderstorms through Radio Emission from Cosmic-Ray-Induced Air Showers
我们目前的测量宇宙射线的空气阵雨发生在雷暴期间的无线电发射。这些空气簇射的强度和偏振模式与在晴朗天气条件下测量的完全不同。利用大气电场的简单双层模型，这些模式可以很好地再现了国家的最先进的模拟代码。这反过来又为研究大气电场提供了一种新的方法。
2015-04-22 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.IM
Fast timing detectors with applications in cosmic ray physics and medical science
本文探讨LGAD硅探测器在空间宇宙射线测量与癌症闪光束流治疗剂量监测两类场景中的应用。
2023-11-08 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
AtmoHEAD 2013 workshop / Atmospheric Monitoring for High-Energy Astroparticle Detectors
为期3天的高能天体粒子探测器大气监测和校准国际讲习班，着眼于下一代设施。大气层是许多高能天体粒子探测器的组成部分。成像大气切伦科夫望远镜和宇宙射线广泛的空气簇射探测器是两个仪器驱动非常高和超高能天体物理学领域的快速发展。在这些仪器中，大气被用作巨大的量热计，宇宙射线和伽马射线在其中沉积能量并启动EAS;它也是所产生的切伦科夫光传播的介质。在实时大气条件和固定大气模型中的不稳定性通常主导所有其他系统误差。随着H.E.S.S.等升级IACT的灵敏度提高，通过使用MAGIC-II和MAGIC-II以及切伦科夫望远镜阵列（CTA）和JEM-EUSO等未来设施，预计统计不确定性将大大减少，从而使大气层成为确定天体粒子光谱的限制因素。由于天气条件的变化，有必要进行适当的大气监测，将其纳入整个仪器校准工作，包括蒙特卡罗模拟。由于专业知识分布在多个合作和科学领域，正在召开一个跨学科研讨会，以推动这一关键和及时的主题取得进展。
2014-03-19 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
