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
Limits to the energy resolution of a single Air Cherenkov Telescope at low energies
地面上的光子密度是所有基于切伦科夫光测量的实验中的基本量，例如在成像空气切伦科夫望远镜（IACT）中。IACT通常并成功地用于搜索和研究甚高能（VHE）伽马射线源。在切伦科夫实验中，从初级强子（主要是质子）中分离初级光子的困难在较低的能量下变得更大。我已经计算了纵向和横向的密度分布和它们的波动，在低能量的基础上蒙特卡罗模拟（垂直伽玛级联和质子簇射），检查可能的测量上的探测器参数的影响。相对密度波动显着高于质子比光子诱导簇射。考虑到有限的探测器视场（FOV）意味着这两种类型的初级粒子的这些计算的分布的变化，并导致相对波动的放大。由于瑞利和米氏散射的吸收有影响的平均值，但不改变相对波动。切伦科夫光子的总数是更敏感的观测高度在伽马级联比质子簇射在低初级能量。在所研究的尺寸范围内（从240 m^2到960 m^2），密度的相对波动并不取决于反射体的尺寸。这意味着，一个单一的望远镜与一个镜子面积大于MAGIC望远镜不能实现更好的能量分辨率比估计和本文提出的。纵向和横向分布之间的相关性是更明显的初级伽玛射线比初级质子阵雨。
2009-02-02 astro-ph.IM
Enhanced H.E.S.S. II low energies performance thanks to the focus system
对于目前这一代成像大气切伦科夫望远镜（IACT），其大镜子和相机与光电探测器的精细分割，聚焦能力是一个相关的问题。IACT的光学系统具有有限的景深。因此，将望远镜聚焦在大气层中的簇射极大值附近对数据采集和分析有重大影响。由于簇射最大值到望远镜的距离取决于天顶角，因此需要可调节的焦点。H.E.S.S.的第五切伦科夫望远镜。II阵列配备了一个聚焦系统，可以在数据采集期间沿光轴调整相机的位置。这种影响已被研究的伽马射线蒙特卡罗模拟，并在伽马射线触发率，能量重建和伽马射线有效面积方面的结果将显示。
2015-09-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
Analysis optimisation for more than 10 TeV gamma-ray astronomy with IACTs
高能立体系统（H.E.S.S.）是目前正在运行的切伦科夫大气成像望远镜之一。H.E.S.S.工作在从几十GeV到50 TeV以上的宽能量范围内，在1 TeV左右达到最佳灵敏度。在这方面的贡献，我们提出了一种分析技术，这是优化的检测在最高的能量可访问的H.E.S.S.目标是将灵敏度提高到10TeV以上。它包括采用改进的事件方向重建和伽玛强子分离。在分析中还首次考虑了距摄像机中心事件偏移高达4.5 $^{\circ}$的大范围空气簇射，从而增加了H.E.S.S.的有效视场。从5 $^{\circ}$到9 $^{\circ}$。新的高能量分析的关键性能参数，并证明其适用性代表性的硬光谱源在银河系。
2021-09-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
On the Use of Cherenkov Telescopes for Outer Solar System Body Occultations
成像大气切伦科夫望远镜（IACT）是一组非常大的光学望远镜，非常适合对明亮光源进行快速测光。我调查他们的潜力，在观测恒星掩星的小物体在外太阳系，Transjovian对象（TJO）。这些掩星在地球上投射出衍射图案。目前的电离层相干层析成像阵列能够探测柯伊伯带内半径小于100米的物体和5000天文单位以内半径1公里的物体。未来的切伦科夫望远镜阵列（CTA）将拥有更大的能力。由于这些阵列包括几个望远镜，它们可以测量TJO的速度而不退化，以及TJO和背景恒星的大小。我使用Fisher矩阵分析估计可达到的精密度。使用CTA，这些参数估计的精度将达到几个百分点。我考虑了不同TJO种群的成员（包括半人马座、柯伊伯带天体（KBO）、奥尔特云天体以及天王星和海王星的卫星和特洛伊人）发生可检测掩星的频率。IACT阵列的高灵敏度意味着，当它们在黄道附近观测时，可能每O（10）小时就能探测到一次KBO掩星。IACT还可以对许多其他TJO人群设定有用的限制。
2014-10-15 astro-ph.EP astro-ph.IM
Machine Learning for Event Reconstruction in Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes
INAF IASF Palermo（意大利国家天体物理研究所帕勒莫天文台与空间物理学研究所）
综述机器学习在成像大气切伦科夫望远镜事件重建中的应用，包括粒子分类和能量/方向回归，并介绍基于时序特征和集成方法的新进展。
2026-06-11 astro-ph.IM
The background from single electromagnetic subcascades for a stereo system of air Cherenkov telescopes
MAGIC实验是一个非常大的成像空气切伦科夫望远镜，对低能（E <100 GeV）VHE伽马射线敏感，自2004年以来一直在运行。人们发现，在100 GeV以下，IACT中的伽马/强子分离变得更加困难[Albert et al 2008]由两台大型望远镜组成的系统最终可能会被包含来自仅一个电磁子级联或两个伽马子级联的切伦科夫光的强子事件触发，这些子级联是单个pi^0衰变的产物。这可能是实验灵敏度在100 GeV以下下降的原因。本文用蒙特卡罗模拟研究了两台MAGIC望远镜在立体模式下的系统。探测到的图像具有与初级伽马射线相似的形状，并且它们具有小尺寸（主要低于400个光电子（p.e.））其对应于低于100 GeV的初级伽马射线的能量。来自单个或两个电磁子级联的背景集中在200 GeV以下的能量。最后，将背景事件的数量与蟹状星云的VHE伽马射线过量事件的数量进行比较。所研究的背景在250 p.e.以下的尺寸的简单切割中幸存。因此实验的灵敏度在较低的能量下恶化。
2009-11-30 astro-ph.IM
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
Performance and systematic uncertainties of CTA-North in conditions of reduced atmospheric transmission
本研究针对未校正云层影响的情况，通过蒙特卡罗模拟分析云层透过率与高度对CTA-North性能的影响，量化了能量分辨率、角分辨率及灵敏度的变化，并提出半解析模型总结云层影响以辅助校准、降低系统不确定性。
2023-04-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
Extragalactic source population studies at very high energies in the Cherenkov Telescope Array era
切伦科夫望远镜阵列（CTA）是下一代地面$γ$射线天文台。相对于当前的成像大气切伦科夫望远镜（IACT），它将提供更高数量级的灵敏度和更大的能量覆盖范围（20 GeV - 300 TeV）。尽管IACT具有出色的灵敏度，但其特征在于有限的视场，这使得对新来源的盲目搜索非常低效。幸运的是，$\textit{Fermi}$ -LAT合作最近发布了一个新的目录，其中包含了大面积望远镜（LAT）在其运行的前7年中在10 GeV - 2 TeV范围内探测到的1，556个源（3FHL目录）。这个星表是目前最合适的描述天空，将积极访问CTA。在这里，我们讨论了一个详细的分析河外源人口（主要是耀变体），将在不久的将来研究CTA。该分析基于根据预期阵列配置和3FHL目录中报告的信息构建的模拟。这些结果表明CTA将在河外TeV源群研究方面提供改进，这些研究将由重点科学项目和专门的提案进行。
2017-09-12 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Effect of the uncertainty in the hadronic interaction models on the estimation of the sensitivity of the Cherenkov Telescope Array
成像大气切伦科夫望远镜（IACTs）是能量超过数十GeV的宇宙伽马射线的地面间接探测器。IACT中γ射线观测的主要背景是宇宙射线带电粒子。拒绝这些背景的能力是决定IACT系统的伽马射线灵敏度的最重要因素。蒙特卡罗模拟用于估计剩余的背景率和灵敏度的系统在设计和施工阶段。在模拟宇宙射线与空气中原子核的高能强子相互作用时，不确定性传播到剩余本底率的估计中，随后传播到估计的仪器灵敏度中。我们调查的影响，在目前的强子相互作用模型的差异估计的γ射线灵敏度的切伦科夫望远镜阵列使用四个相互作用模型（QGSJET-II-03，QGSJET-II-04，EPOS-LHC，和SIBYLL2.3c）实现的空气淋浴模拟工具CORSIKA。在模型之间观察到QGSJET-II-03的背景速率变化高达2倍，主要是由于$π^0$生产谱的差异。这些导致在1 - 30 TeV区域中估计的伽马射线灵敏度的差异约为30%，假设对伽马射线点状源进行50小时的观测。所给出的结果也表明，IACTs在强子相互作用模型的验证中具有显著的能力。
2021-05-12 astro-ph.HE astro-ph.IM
Improved sensitivity of H.E.S.S.-II through the fifth telescope focus system
成像大气切伦科夫望远镜（IACT）的工作原理是对TeV伽马射线撞击大气层时产生的相对论带电粒子级联产生的非常短暂的切伦科夫辐射闪光进行成像。这种高能空气簇射在10-30公里的高度开始，这取决于初级伽马射线的能量和到达方向。究竟是通过将望远镜聚焦在无穷远处并测量切伦科夫光子角还是聚焦在簇射的中心区域来获得簇射的最佳图像是一个不明显的问题。这对于大尺寸IACT尤其如此，对于大尺寸IACT，场深度小得多。我们特别利用高能立体系统（H.E.S.S.）的第五台望远镜（CT 5）解决这一问题;一个28米碟形大尺寸望远镜最近进入操作和敏感的能量阈值为几十个GeV。本文讨论了CT-5的聚焦系统的工作原理和聚焦深度对低能（50-200 GeV）望远镜灵敏度的预期影响。
2013-07-24 astro-ph.IM
A New Mirror Alignment System for the VERITAS Telescopes
用于TeV能量的地基伽马射线天文学的成像大气切伦科夫望远镜（IACT）使用面积约为100 m $^2$的反射器作为其主要光学元件。这些镶嵌的反射器包括安装在空间框架上的数百个镜面，以合理的成本实现这种大面积。为了获得足够质量的反射表面，必须使用称为对准的程序来精确地定向每个面。我们在这里描述的对准系统，它使用数字（CCD）相机放置在光学系统的焦点，面对反射器。当望远镜扫描一个以明亮恒星方向为中心的网格点时，相机会获得一系列反射器的图像。当望远镜直接指向恒星时，正确对准的小平面最亮，而当恒星和望远镜指向方向之间的角度是小平面未对准角度的两倍时，未对准的小平面最亮。来自该扫描的数据可用于计算对准每个面所需的调整。我们已经构建了这样一个系统，并在三个VERITAS IACT上进行了测试。利用该系统，望远镜的光学点扩散函数可缩窄30%以上。我们在这里介绍的系统和结果从最初的使用。
2009-10-17 astro-ph.IM
Performance of the VERITAS experiment
VERITAS是一个地基伽马射线仪器，在亚利桑那州南部的弗雷德·劳伦斯·惠普尔天文台运行。VERITAS由四个成像大气切伦科夫望远镜（IACT）组成，旨在测量能量从$\sim$ 85 GeV到> 30 TeV的伽马射线。它的灵敏度可以在25小时内探测到流量为蟹状星云流量的1 $\%$的点源。自2007年第一次进行光观测以来，VERITAS已经成功完成了七年多的任务，并进行了两次重大升级：2009年重新安置了1号望远镜，2012年升级了相机。我们介绍VERITAS的性能以及它如何通过这些升级得到改进。
2015-10-06 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
Search for diffuse cosmic gamma-ray flux using Fractal and Wavelet analysis from Galactic region using single imaging Cerenkov telescopes
我们表明，从基于模拟的研究TACTIC望远镜的分形和小波分析的切伦科夫图像，记录在一个单一的成像切伦科夫望远镜，使几乎完全隔离的各向同性伽马射线引发的事件从压倒性的背景宇宙射线强子引发的事件。这为测量1 TeV能量以上的银河系和河外γ射线本底提供了一种新的方法。本文报告了基于这种方法的初步结果。主要目的是探索使用单个成像大气切伦科夫望远镜（IACT）记录的数据进行精确测量的扩散银河和河外伽玛射线通量以上~1 TeV的能量的可能性。使用模拟数据的大气Cerenkov图像记录在IACT，发起的宇宙射线质子和扩散γ射线与能量分别超过4 TeV和2 TeV，我们确定最有效的分形/小波参数的记录图像的初步识别。该方法是基于模式识别技术，并采用分形和小波分析记录的γ-强子分离的Cerenkov图像。我们发现，小波维数参数B6的值可以隔离的切伦科夫图像的强子起源的漫伽玛射线起源的准确率几乎为100%。利用TACTIC望远镜记录的36小时数据，我们得到了|b| \leq -50和|l| \leq 2000星系范围内2 TeV以上弥散星系γ射线通量的初步上限估计。
2010-08-13 astro-ph.IM
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
Analysis Methods for Gamma-ray Astronomy
本文概述伽马射线天文学常用数据分析方法，重点介绍Fermi-LAT与IACT观测相关的标准数据格式、事例重建选择算法及成像、能谱提取的高阶分析技术。
2023-09-06 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
The Crab Nebula Spectrum at ~100 TeV Measured with MAGIC under Very Large Zenith Angles
蟹状星云是惠普尔天文台在1989年发现的第一个非常高能量的伽马射线源。在发现30年后，它仍然是成像大气切伦科夫望远镜（IACT）的参考源和标准烛光。它的光谱从厘米无线电波段测量到能量高达数十TeV。一些研究报告了一个可能的，但仍有争议的截止在其频谱在几十TeV。MAGIC合作目前正在使用超大天顶距观测技术研究蟹状星云的光谱。后者为10 TeV以上的能量提供了显著增加的收集面积。将介绍这些MAGIC观测的详细情况。
2019-09-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
A study on Performance Boost of a 17~m class Cherenkov telescope with a SiPM-based camera
本文以 MAGIC 为例评估将第三代 IACT 的 PMT 相机替换为 SiPM 相机且基本保留光学系统的效果，发现 200 GeV 以下灵敏度最高可提升至 2 倍。
2023-09-19 astro-ph.IM hep-ex
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
Deep Learning for Cherenkov Astronomy: Performance of GammaLearn on LST-1
CNRS（法国国家科学研究中心）
本文通过灵敏度曲线评估深度学习框架GammaLearn在LST-1望远镜上的性能，并与标准分析对比，应用于真实观测数据，验证其在低能段重建粒子属性的优势。
2026-10-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
Event types in H.E.S.S.: a combined analysis for different telescope types and energy ranges
Max-Planck-Institut für Kernphysik（马克斯·普朗克核物理研究所）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学）
本文提出一种新的分析方法，结合不同望远镜类型和触发策略，实现更广泛的能量范围探测，相比传统方法具有更高的灵敏度和更广的适用性。
2026-03-31 astro-ph.HE astro-ph.IM
Status of the Monoscopic Analysis Chains for H.E.S.S. II
H.E.S.S.这是一个在纳米比亚测量高能宇宙伽马射线的成像大气切伦科夫望远镜系统。扩展的阵列与第五个望远镜的反射镜面积为600米$^2$导致一个较低的能量阈值，以及系统的灵敏度增加。此外，它现在是第一个由不同大小的望远镜组成的IACT阵列。望远镜探测到的低能量伽马射线可以进行单镜分析，允许较低的阈值，或立体分析，仅使用混合事件，这会导致更好的重建性能。本文介绍了H.E.S.S.的单视场分析的现状。II事件。为了交叉检查结果，我们使用两个独立的分析链，基于不同的重建方法。第一种方法使用清洁的相机图像的二阶矩（Hillas参数），以推导出初级粒子的属性。该方法的背景判别可以通过多变量分析技术进行优化。第二种方法是基于相机图像与使用Loglikelihood最大化的空气簇射的半分析模型的结果的比较。我们提出了这些分析工作的状态和各自的性能。其中一条链已应用于蟹状星云的实际数据。这里显示的所有结果都必须被认为是初步的。
2013-07-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
Study of hadron and gamma-ray acceptance of the MAGIC telescopes: towards an improved background estimation
MAGIC望远镜是由两个成像大气切伦科夫望远镜（IACT）组成的阵列，研究极高能量（VHE; E>100 GeV）的伽马射线天空。观测是在立体模式下进行的，两台望远镜都指向天空中的同一位置。强子和伽马射线的MAGIC视场（FoV）接受具有复杂的形状，这取决于几个参数，如观测的方位角和天顶距。在标准MAGIC分析中，用于估计这种接受度的策略在复杂FoV的情况下不是最佳的。在这篇文章中，我们提出了系统的研究结果，旨在验证整个FoV的接受度。这些研究打开了应用改进的背景估计方法的MAGIC数据，有用的扩展或多个源的形态调查的可能性。
2015-09-08 astro-ph.IM
Towards SiPM camera for current and future generations of Cherenkov telescopes
到目前为止，目前的地基成像大气切伦科夫望远镜（IACT）在最佳情况下的能量阈值在~30至50 GeV（H.E.S.S.）范围内。（二）魔术望远镜。最低能量的伽玛射线簇射产生低光强图像，不能有效地从强子背景的主导图像中分离出来。在较低能量下提高望远镜性能的一种具有成本效益的方法是使用具有优越光子探测效率（PDE）的新型光电传感器。目前最好的市售超双碱光电倍增器（PMT）具有约30- 33%的PDE，而来自某些制造商的硅光电倍增器（SiPM，也称为MPPC，GAPD）显示出约40- 45%的光子检测效率。使用这些器件可以降低仪器的能量阈值，并且由于SiPM的固有特性（例如极好的单光电子分辨率）可以改善背景抑制。与光电倍增管相比，SiPM更紧凑，响应速度快，工作电压低，对磁场不敏感。SiPM可以在高背景照明下操作，这将允许在部分月光、黄昏和黎明期间也操作IACT，从而增加仪器占空比。我们正在测试切伦科夫望远镜的SiPM，如MAGIC和CTA。在这里，我们将概述我们的设置和第一次测量，我们在德国慕尼黑和西班牙巴塞罗那的两个独立实验室进行。
2014-10-19 astro-ph.IM physics.ins-det
UCIRC2: EUSO-SPB2's Infrared Cloud Monitor
第二代超压气球极端宇宙空间观测站（EUSO-SPB 2）是一种探测能量超过1 EeV的超高能宇宙射线和能量超过10 PeV的甚高能中微子的气球仪器。EUSO-SPB 2由两个望远镜组成：一个指向下方的荧光望远镜用于探测UHECR，另一个指向临边的切伦科夫望远镜用于探测由上行的τ中微子和临边下方的背景信号产生的τ轻子诱导的簇射。这些望远镜视场内的云减少了EUSO-SPB 2的几何孔径，特别是荧光望远镜。因此，在整个数据采集过程中，必须监测荧光望远镜视野内的云层覆盖率和云顶高度。芝加哥大学的红外摄像机（UCIRC 2）将使用两台红外摄像机监测这些云，其响应中心波长为10和12微米。通过在跨越云热发射峰值的波长处捕获图像，UCIRC 2将测量云的色温，从而测量云顶高度。在这篇文章中，我们提供了一个概述UCIRC 2，包括其建设和用于校准仪器的技术的讨论更新。
2021-12-20 astro-ph.IM
A spatial likelihood analysis for MAGIC telescope data
上下文成像大气切伦科夫望远镜（IACTs）的灵敏度的增加导致了许多探测到TeV能量的扩展$γ$射线源，有时其大小与仪器的视场（FoV）相当。这就产生了对先进和灵活的数据分析方法的需求，这些方法能够通过利用整个FoV中的光子计数来提取源信息。目的。我们提出了一个新的软件包，“SkyPrism”，旨在执行2D（3D，如果能量被认为是）适合IACT数据，可能包含多个和扩展的来源，在天空中的图像分仓的能量的基础上。虽然该软件包的开发重点是分析MAGIC望远镜收集的数据，但它可以进一步适用于其他仪器，例如未来的切伦科夫望远镜阵列（CTA）。方法.我们已经开发了一套工具，除了天空图像（计数图），计算MAGIC的仪器响应函数（IRFs）（整个FoV的有效曝光，点扩散函数（PSF），能量分辨率和背景形状），基于输入数据，蒙特卡罗模拟和望远镜的指向轨迹。有了这些信息，所提出的软件包可以同时执行任意形态的源模型的极大似然拟合到提供能量谱、检测显著性和上限的天空图像。结果我们证明了SkyPrism工具可以准确地重建MAGIC PSF，轴上和轴外性能以及底层背景。我们进一步表明，对于MAGIC默认观测设置的点源分析，SkyPrism给出的结果与标准工具的结果兼容，同时更灵活，适用范围更广。
2018-06-08 astro-ph.IM physics.data-an
Probing extreme environments with the Cherenkov Telescope Array
非热宇宙的物理学提供了极端环境中加速机制的信息，如黑洞和相对论性喷流、中子星、超新星或星系团。在存在磁场的情况下，粒子可以被加速到相对论能量。因此，可以观察到整个电磁波谱的辐射，极端环境也是最有可能的多信使发射源。电磁波谱中能量最高的部分对应于甚高能（VHE，E>100 GeV）伽马射线区，这可以用地基成像大气切伦科夫望远镜（IACT）进行广泛研究。目前这一代IACT，如H.E.S.S.，MAGIC和VERITAS证明了VHE波段在理解我们宇宙极端环境的非热辐射方面的至关重要性。在某些物体中，伽马射线的能量输出甚至可以超过宽带光谱的其余部分。切伦科夫望远镜阵列（CTA）是下一代IACT，它具有尖端技术和分布在北半球和南半球两个观测站点的约100台望远镜的战略配置，将达到比目前运行的IACT更好的灵敏度，角度和能量分辨率以及更广泛的能量覆盖范围。通过CTA，我们可以探测最极端的环境，并大大提高我们对非热宇宙的认识。
2021-06-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
In-situ measurements of whole-dish reflectivity for VERITAS
VERITAS阵列是一套四个成像大气切伦科夫望远镜（IACT），对能量超过80 GeV的伽马射线敏感。每个望远镜都以一个直径12米的镶嵌镜为基础，反射伽马射线引起的空气簇射的光，在由499个光电倍增管组成的像素化“照相机”上形成图像。图像亮度是伽马射线能量的主要度量，因此了解镜面反射率是很重要的。我们在这里描述一种方法，由MAGIC合作的成员开创，快速，定期地测量全碟反射率，以便可以监测镜子老化的影响。一个安装在碟形天线中心附近的CCD相机同时获取恒星的图像和它在一个由Spectralon（一种高反射材料）制成的目标上的反射图像，该目标放置在望远镜的焦点处。由CCD记录的它们的亮度的比率以及几何因子提供了具有很少系统误差的碟形反射率的估计。滤光轮与CCD相机一起部署，允许测量作为波长的函数的反射率。我们介绍了自2014年以来使用VERITAS望远镜获得的结果。
2021-01-07 astro-ph.IM
Impact of aerosols and adverse atmospheric conditions on the data quality for spectral analysis of the H.E.S.S. telescopes
地球大气层是地基成像大气切伦科夫望远镜实验中探测器的一个组成部分，在校准时必须考虑到。大气和硬件相关的模拟条件的偏差可能会导致错误的重建的初级粒子能量，因此源光谱。在高能立体系统（H.E.S.S.）的八年观测期间，在纳米比亚，切伦科夫光子的总产量随着时间的推移而变化很大，这是由于硬件逐渐老化，加上硬件组件的调整，以及大气透明度的自然和人为变化。在这里，我们提出了强大的数据选择标准，最大限度地减少这些影响，在整个数据集的H.E.S.S.实验并引入切伦科夫透明度系数作为一个新的大气监测量。大气透明度的影响，作为量化的这个系数，能量重建和光谱参数的检查和独立的MISR卫星测量和本地测量的大气清晰度的气溶胶光学厚度（AOD）的相关性进行了研究。
2013-10-06 astro-ph.IM
In-situ measurements of whole-dish reflectivity for VERITAS
VERITAS阵列是一组四个成像大气切伦科夫望远镜（IACT），对能量在85 GeV和30 TeV之间的伽马射线敏感。每个望远镜都以一个直径12米的镶嵌镜为基础，反射伽马射线引起的空气簇射的光，在由499个光电倍增管组成的像素化“照相机”上形成图像。图像亮度是伽马射线能量的主要度量，因此了解镜面反射率是很重要的。我们在这里描述一种方法，由MAGIC合作的成员开创，用于快速定期测量整盘反射率，以便监测老化的影响。一个安装在碟形天线中心附近的CCD相机同时获取目标恒星的图像和它在置于望远镜焦点处的高反射材料Spectralon目标上的反射图像。由CCD记录的它们的亮度的比率以及几何因子提供了具有很少系统误差的碟形反射率的估计。滤光轮放置在CCD相机的前面，允许测量作为波长的函数的反射率。我们介绍了2012年VERITAS望远镜获得的初步结果。
2013-07-31 astro-ph.IM
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
The H.E.S.S. central data acquisition system
高能立体系统（H.E.S.S.）是一个位于纳米比亚霍马斯高地的成像大气切伦科夫望远镜（IACT）系统。它利用地球大气层作为量热计测量极高能量（VHE; >100 GeV）的宇宙伽马射线。H.E.S.S.阵列于2012年9月进入第二阶段，第五台望远镜比其他四台更大，更复杂。本文将对当前的H.E.S.S.中央数据采集（DAQ）系统，特别强调了将第五台望远镜纳入阵列的升级。首先，讨论了中央数据采集的各种要求，然后描述了满足这些要求所采用的一般设计原则。最后，对H.E.S.S.中央数据采集。主要成就之一是自2009年以来，由于中央DAQ问题而损失的观测时间不到0.8%。
2013-12-17 astro-ph.IM hep-ex
Infrared Cloud Monitoring with UCIRC2
本文介绍UCIRC2红外相机，用于监测EUSO-SPB2气球望远镜视场内云层，通过测量云色温度获取云顶高度，并展示其建造、性能及飞行首批结果。
2023-10-11 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
HESS II Data Analysis with ImPACT
高能立体系统（H.E.S.S.）甚高能伽马射线望远镜阵列在现有4台望远镜的中心增加了第五台$^{2}$镜面积为600米的望远镜，将其能量阈值降低到100 GeV以下的范围，并成为第一个使用多种望远镜设计的运行中的IACT阵列。然而，为了正确地访问这个低能量范围，必须对现有的事件分析进行一些调整。我们提出了一个适应的高性能事件重建算法，图像像素适合大气切伦科夫望远镜（ImPACT），执行单声道和立体声事件重建与H.E.S.S. II阵列。重建算法是基于相机像素幅度到预期图像模板的似然拟合，直接从蒙特卡罗模拟生成。这种先进的重建相结合的多变量分析为基础的背景拒绝计划，以提供一个敏感和稳定的分析方案，在子100 GeV的伽马射线能量范围。我们将介绍模拟和真实H.E.S.S.的ImPACT分析的最新结果。II数据，证明了在最低能量下ImPACT分析的行为。
2015-09-17 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
Methods for statistical detection of GRBs in the context of the LST-CTAO
本文系统比较了在甚高能下探测伽马射线暴余辉的多种统计方法，并提出一种直接拟合光谱与时间衰减特征的似然方法，在LST-1模拟中显示其探测灵敏度较标准Li&Ma方法提升超过两倍。
2025-09-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
A novel approach to optimizing the image cleaning performance of Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes: Application to a time-based cleaning for H.E.S.S
本研究提出基于时间的图像清洗方法（TIME3D和TIME4D）用于H.E.S.S.望远镜，通过优化清洗参数显著提升低能段灵敏度，并建立通用优化流程，可推广至其他IACT系统。
2025-05-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
Stereo performance of SST-1M at different altitudes
本文通过蒙特卡洛模拟和实测数据，对比分析了SST-1M成像大气切伦科夫望远镜在510米、1420米和4270米三个不同海拔站点的立体观测性能，评估海拔高度与望远镜间距对伽马射线探测能力的影响。
2025-07-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
Normalized and Asynchronous Mirror Alignment for Cherenkov Telescopes
成像大气切伦科夫望远镜（IACTs）需要具有大孔径和高图像强度的成像光学器件，以将宇宙射线空气簇射发射的微弱切伦科夫光映射到其图像传感器上。分段反射器满足这些需求，并且由于它们由大规模生产的镜面组成，因此它们便宜且重量轻。然而，由于整体图像是各个分面图像的叠加，因此对准是一个挑战。在这里，我们提出了一种基于计算机视觉的恒星跟踪对准方法，该方法也适用于有限或变化的星光可见度。我们的方法归一化的镜面反射强度成为独立的参考星的强度或云覆盖。利用两台CCD相机，我们的方法记录的镜面取向异步的望远镜驱动系统，从而使该方法易于集成到现有的望远镜。它可以与远程面致动相结合，但不需要一个工作。此外，该方法不需要移动任何反射镜就能重构出所有的反射镜分面点扩散函数。本文介绍了4米第一盖革雪崩切伦科夫望远镜（FACT）的准直结果。
2016-05-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
