Simulation Study of the Observed Radio Emission of Air Showers by the IceTop Surface Extension
对单个空气簇射的多探测器观测对于在精确确定单个事件的质量和能量等宇宙射线量方面取得重大进展至关重要，从而使我们在回答宇宙射线物理学中的未决问题方面向前迈进了一步。冰立方中微子天文台的表面阵列IceTop的增强目前正在进行中，包括在现有的冰切伦科夫坦克阵列上增加天线和反射器。无线电部分将通过提供X $_\text{max}$的估计和电磁级联的直接采样来改进初级粒子的表征，这两个部分对于每个事件的质量分类都很重要。一个原型站已在南极运行，并同时用储罐、闪烁器板和天线观测到阵雨。观测到的这些事件的无线电信号是独特的，因为它们是在70至350 MHz波段测量的，高于许多其他宇宙射线实验。我们将检测到的事件与CoREAS模拟的波形进行比较，与端到端的电子响应进行卷积，作为分析链的验证。使用检测器的响应和测量的原型站作为输入，我们更新了基于蒙特卡罗的研究增强的表面阵列的混合检测的空气阵雨的反射器和无线电天线的潜力。
2021-07-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Measurements of Cosmic Rays with IceTop/IceCube: Status and Results
南极冰立方天文台由一个埋在冰盖下的立方公里级中微子望远镜和一个平方公里的表面水切伦科夫坦克探测器阵列组成，被称为IceTop。表面阵列与冰内探测器的组合允许在表面的空气簇射的主要电磁信号和它们在冰中的高能μ子信号被同时测量。这个比率被认为携带着关于原始宇宙射线的核成分的信息。本文回顾了最近的结果从宇宙射线测量与IceTop/IceCube：能谱，质量组成，各向异性，寻找PeV伽马源，探测高能量μ子探测的初始阶段的空气簇射发展，并研究瞬态事件使用IceTop在定标模式。
2012-10-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
The IceTop experiment in 2010
我们目前的IceTop空气淋浴阵列的IceCube中微子探测器，IceTop可以使用作为一个巨大的TeV μ子探测器的顶部的状态。我们简要讨论了不同类型的空气簇射事件，这些事件包含了广泛能量范围内宇宙射线的光谱和成分信息。
2010-11-08 astro-ph.HE
Discrimination of muons for mass composition studies of inclined air showers detected with IceTop
IceTop是IceCube的表面阵列，可测量能量范围为1 PeV至几个EeV、天顶角范围高达$\approx$ 36 $^\circ$的宇宙射线的空气簇射。该探测器阵列还可以测量能量高于20 PeV的较大天顶角处的空气簇射。与较重的宇宙射线原色相比，来自较轻原色的空气簇射到达阵列将产生较少的μ子。因此，区分这些μ子与簇射中的电磁分量可以允许测量初级质量。本文将介绍一项利用能量为20-100 PeV、天顶角范围为45 $^\circ$ -60 $^\circ$的Monte-Carlo空气簇射鉴别μ子的研究。区分是使用基于电荷和时间的切割来完成的，这使得我们能够在每个簇射中选择类似μ子的信号。将讨论这种分析的方法，其目的是在逐事件的基础上将测得的空气阵雨分类为轻或重。
2021-07-23 astro-ph.HE
Investigation of Electromagnetic and Muonic Air-Shower Components using IceTop Simulations
本研究利用 IceTop 表面阵列模拟，通过双组分横向分布函数重建宇宙射线大气簇射的电磁与低能缪子组分，验证了缪子分布重建的准确性，并分析了重建参数对强子相互作用模型的依赖性。
2025-08-11 astro-ph.HE
First Air-Shower Measurements with the Prototype Station of the IceCube Surface Enhancement
冰顶是冰立方中微子天文台的表面阵列，由分布在1公里$^2$范围内的162个冰切伦科夫罐组成。除了被用作冰中中微子探测器的否决权外，冰顶还是一个强大的宇宙射线探测器。在未来几年中，IceTop阵列的能力将通过用一系列高架闪烁体面板和无线电天线来增强现有的冰切伦科夫罐来增强。结合不同探测器获得的数据将改善宇宙线能量和初级质量的重建，同时降低能量阈值和增加阵列的孔径。2020年1月，在IceTop站点部署了一个由8个闪烁探测器和3个天线组成的原型站。原型探测器连接到一个数据采集系统，无线电天线的读数是使用来自发射器的信号触发的。这使我们能够定期观察二次空气簇射粒子撞击蒸发器，以及高能空气簇射的无线电发射。在这篇文章中，我们将讨论从原型站在过去的一年中获得的结果，目前的第一个宇宙射线空气淋浴测量与这个原型站，并显示如何与不同的探测器类型的观测相互补充。
2021-07-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Cosmic Ray Detection with the IceTop Enhancement
本文介绍了IceCube表面阵列增强装置SAE的部署与校准进展，并利用原型站三天线数据初步估计了宇宙射线空气簇射极大值位置，为原初粒子质量研究及IceCube-Gen2表面阵列奠定基础。
2025-06-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
A Two-Component Lateral Distribution Function for the Reconstruction of Air-Shower Events in IceTop
本文提出一种双分量横向分布函数，用于IceTop探测器逐事件估计空气簇射中的低能μ子，并评估其重建性能。
2023-09-01 astro-ph.HE
Cosmic Ray Measurements with IceCube and IceTop
IceCube是一个位于地理南极深冰中的200公里切伦科夫探测器。在深冰探测器的主要事件产量包括穿透大气μ介子的能量超过约300 GeV，产生于宇宙射线空气淋浴。此外，表面阵列，冰顶，测量电磁分量和GeV μ子的空气淋浴。因此，IceCube和IceTop提供了独特的机会，可以用前所未有的统计数据非常详细地研究宇宙射线。我们将介绍最近从IceCube和IceTop进行的喜剧射线测量结果。在这篇综述中，我们将重点介绍从250 TeV到EeV范围内的宇宙射线能谱测量及其3 PeV以上的质量组成。我们还将报告最近的测量结果的μ子含量的空气淋浴和讨论他们的一致性预测从目前的强子相互作用模型。
2022-08-03 astro-ph.HE
Multiplicity of TeV muons in air showers detected with IceTop and IceCube
南极的冰立方中微子观测站可以通过测量低能和高能μ子分量，在广泛的空气簇射中对μ子产生模型进行独特的测试。在这里，我们提出了TeV μ介子含量的测量，在近垂直的空气淋浴检测与IceTop在符合IceCube。初级宇宙射线的能量估计从占主导地位的电磁分量的空气簇射在表面上观察到的。根据在深探测器中测量的能量损失，研究了簇射的高能μ子含量。使用神经网络，逐个事件估计TeV μ子的初级能量和多重性。基线分析确定的平均多重性作为一个函数的初级能量之间的2.5 PeV和250 PeV的强子相互作用模型Sibyll 2.1。使用后LHC模型QGSJet-II.04和EPOS-LHC的基础上模拟得到的结果，提出了一次能源高达100 PeV。对于所有三个强子相互作用模型，TeV μ子含量的测量是一致的，假设最近的组合物模型的预测。将结果与GeV μ介子在空气簇射中的测量结果进行比较，揭示了基于后LHC模型的组合物解释中的紧张局势。
2023-01-29 astro-ph.HE
Measurement of the cosmic ray energy spectrum with IceTop-73
我们报告的测量全粒子宇宙线的能量范围从1.58 PeV到1.26 EeV的冰顶空气簇射阵列的能谱。冰顶空气簇射阵列是冰立方中微子天文台位于南极的表面组件。仅使用IceTop的信息进行分析。本研究中使用的数据取自2010年6月1日至2011年5月13日。在此期间，冰顶阵列由73个站组成，而最终配置为81个。所测得的光谱表现出明显的偏离一个单一的幂律以上的膝盖约4PeV和低于1EeV。我们观察到光谱硬化约18 PeV和陡峭约130 PeV。
2013-07-14 astro-ph.HE
Multiplicity of TeV muons in extensive air showers detected with IceTop and IceCube
利用 IceTop 和 IceCube 符合测量近垂直广延大气簇射，通过估计能量高于 500 GeV 的缪子数量，发现在 2.5-100 PeV 能量下 TeV 缪子平均多重数与三种强子模型模拟预期吻合，但与 GeV 缪子密度等观测量存在张力。
2023-07-27 astro-ph.HE
Primary spectrum and composition with IceCube/IceTop
IceCube及其表面阵列IceTop检测了广泛的空气簇射的三个不同组成部分：表面的总信号，簇射外围的GeV μ子和IceCube深层阵列中的TeV μ子。使用IceTop以高分辨率测量从膝盖到脚踝的光谱。成分和光谱是从冰立方的表面阵列和深层阵列同时看到的事件中提取的。在表面的μ介子横向分布是从数据中获得的，并用于提供测量的μ介子密度在600米的簇射核心高达30 PeV。将结果与其他实验的测量结果进行比较，以获得在扩展的能量范围内的光谱和组成的概述。表面μ介子测量强子相互作用模型和测量在更高的能量的一致性进行了讨论。
2016-01-25 astro-ph.HE
Anisotropy of TeV and PeV cosmic rays with IceCube and IceTop
高能宇宙射线与地球大气层的相互作用产生了大量含有大量μ子成分的次级粒子的空气簇射。通过利用中微子望远镜对高能μ子的灵敏度，有可能使用这些探测器进行精确的宇宙射线研究。宇宙射线μ介子事件的高速率提供了高统计数据样本，可用于在千分之一水平上寻找母粒子到达方向的各向异性。本文报道了用IceCube中微子望远镜在20-400 TeV能量范围内在多个角尺度上收集的宇宙线数据中各向异性的观测结果。来自位于冰立方上方冰面上的IceTop空气淋浴阵列的新数据显示出与高能冰立方结果一致的各向异性。冰顶对大范围空气簇射的所有成分的敏感性将使我们能够更详细地探索与所观察到的各向异性相关的初级宇宙射线的特征。
2012-05-17 astro-ph.HE
First measurements with prototype radio antennas for the IceTop detector array
用无线电天线扩展大规模空气簇射阵列可以提高探测器的性能，因为宇宙射线空气簇射的无线电发射提供了对电磁分量的额外测量。IceCube表面探测器IceTop与无线电探测器以及新的粒子探测器以混合方式进行仪器化，将提高测量和重建精度，并允许对高度倾斜的空气簇射进行表征。这将使人们能够更好地了解冰中中微子测量的大气背景。它还为新的科学案例提供了机会，例如从银河系中心寻找PeV伽马射线，从冰立方网站全年可见，倾角为61 $^{\circ}$。除了已经在南极运行的几个闪烁体粒子探测器外，还于2019年1月在IceCube现场部署了两个原型无线电天线，使用与闪烁体相同的DAQ系统。这些天线作为未来部署无线电天线的测试装置，扩展了IceTop足迹内计划的闪烁体阵列。在本程序中，将介绍用于部署的天线以及处理粒子和无线电探测器信号的混合DAQ系统。在南极的第一次测量结果将被提出，未来的计划，一个完整的混合粒子和无线电探测器阵列内的冰顶足迹将被显示。
2019-08-28 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Recent Results of Cosmic Ray Measurements from IceCube and IceTop
IceCube是一个100公里的切伦科夫探测器，位于地理南极的深冰中。深冰探测器中的主要事件产率由能量超过几百GeV的宇宙射线空气簇射产生的穿透大气μ子组成。此外，部署在IceCube深冰探测器上方的表面阵列IceTop测量空气簇射的电磁信号和低能μ子。因此，IceCube和IceTop提供了通过大量统计数据非常详细地研究宇宙射线的独特机会。我们讨论的最新结果的空气簇射测量冰立方和冰顶，包括宇宙射线的能谱从250 TeV的EeV的范围。我们还将报告测量的宇宙射线质量组成的PeV到EeV的范围，并显示最近的结果，在南半球的PeV伽马射线源的搜索。此外，还将报告利用冰立方和HAWC观测站的综合数据对宇宙射线各向异性进行全天空分析的结果。最后，我们将提出一个测量的μ介子的密度在GeV范围内，并讨论其一致性与预测强子相互作用模型。
2019-09-10 astro-ph.HE
A Radio Air-Shower Test Array (RASTA) for IceCube
在本文中，我们探讨的可能性，以补充宇宙线物理程序的冰立方天文台与扩展表面阵列的无线电天线。地面上的空气簇射取样和地下的μ子量热法相结合提供了巨大的科学潜力：可以通过否决地面上的空气簇射来提高地平线以上的中微子灵敏度，光子诱导的空气簇射可以通过其小μ子分量来识别，并且对地面上的粒子密度和μ子分量的同步测量提供了关于初级通量组成的有用信息。所有这些分析都是用现有的IceTop阵列进行的。然而，IceTop的足迹是小的相比，接受的InIce传感器阵列，这严重限制了立体角重合测量，需要一个扩展的表面空气簇射探测器。正如LOPES实验所证明的那样，通过地球同步辐射测量空气簇射已成为一种可行且具有成本效益的方法。RASTA项目的科学案例-一个专用的无线电阵列寻求利用这种方法在南极-介绍。
2010-10-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
Radio detection of Cosmic Rays with the IceCube Surface Array Enhancement
本文介绍了在IceTop表面阵列增加射电天线和闪烁体探测器以增强宇宙线探测，报告了原型站射电天线与IceTop的大气簇射符合测量结果及角分辨率，并详述了最新野外考察期间两个新站点的部署与调试。
2025-09-16 astro-ph.HE astro-ph.IM
Studies of a muon-based mass sensitive parameter for the IceTop surface array
冰顶是南极冰立方中微子观测站的地面仪器。它被设计用来测量从PeV到EeV的初级能量范围内的宇宙射线的广泛的空气簇射。由较重的初级粒子引起的空气簇射在大气中发展得更早，在地面上可以观察到的μ子比具有相同初级能量的较轻的宇宙射线要多。因此，μ介子占所有带电粒子的比例由IceTop测量，表征了初级粒子的质量。该分析通过使用每个单独的宇宙射线事件的电荷信号分布来寻求基于μ子的质量敏感参数。在这篇文章中，我们提出的质量敏感参数的分析方法和我们的研究可能应用于宇宙线质量成分的测量与冰顶面阵。
2021-09-06 astro-ph.HE
Study of Mass Composition of Cosmic Rays with IceTop and IceCube
冰立方中微子观测站是南极的一个多部件探测器，用于探测天体物理事件中出现的高能粒子。这些粒子为我们提供了对其来源的基本性质和行为的见解。除了它在中微子天文学中的主要用途和优点外，将IceCube与其表面阵列IceTop结合使用也使其成为独特的三维宇宙射线探测器。这一独特的特征有助于在从银河系到河外源的过渡区进行详细的宇宙射线分析。我们将介绍在建立初级宇宙射线质量估算框架的多个方面取得的进展。第一种技术依赖于表面信号分布的基于似然性的分析，并改进了标准重建技术。第二个使用图神经网络中的先进方法，除了IceTop的全局淋浴足迹功能之外，还使用完整的冰中淋浴足迹。两种方法的组成分析之间的比较，以及一个可能的扩展的分析技术，亚PeV宇宙射线空气簇射也将被讨论。
2021-07-20 astro-ph.HE
Density of GeV Muons Measured with IceTop
我们提出了一个测量的GeV μ介子的密度在近垂直的空气淋浴使用三年的数据记录的冰顶阵列在南极。我们推导出μ介子密度作为能量的函数，在600米和800米的参考距离为2.5 PeV和40 PeV之间的初级能量和9 PeV和120 PeV之间，分别在大气深度约$690\,\mathrm{g/cm}^2$。假设任何物理上合理的宇宙线通量模型，测量结果与从Sibyll~2.1获得的预测μ子密度一致。然而，与后LHC模型QGSJet-II.04和EPOS-LHC的比较表明，后LHC模型产生的μ子密度比Sibyll 2.1预测的要高，并且与2.5 PeV和120 PeV之间的空气簇射能量的实验数据有矛盾。
2021-07-20 astro-ph.HE
Advances in reconstructing the cosmic-ray energy spectrum with IceTop
本文提出了 IceTop 阵列在宇宙射线能谱重建方面的三项重大改进，包括处理积雪信号衰减、优化分析截断及结合深部探测器数据的新重建方法，显著提升了事件统计量与能谱测量范围。
2025-07-11 astro-ph.HE
Muon number reconstruction with IceTop using a two-component lateral distribution function
本文提出利用双组分横向分布函数在 IceTop 中单事件同时重建初级能量与低能缪子数量，并验证了该方法在多种强子相互作用模型下的重建能力。
2025-09-16 astro-ph.HE
Application of Machine Learning to Identify Radio Pulses of Air Showers at the South Pole (ARENA 2024)
本研究利用卷积神经网络从南极冰顶阵列的射电背景中识别宇宙线大气簇射信号，相比传统方法发现事件数提升约五倍，且不降低纯度与角分辨率，验证了机器学习在混合阵列中的降阈与净化能力。
2025-02-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
Improved Gamma-Hadron Separation for PeV Photon Searches with IceCube (ICRC 2025)
The IceCube Collaboration（IceCube合作组）
本研究结合IceTop表面阵列与IceCube深部光学探测器，利用强子簇射含高能μ子、光子簇射多无μ子的特性及横向分布信息，将PeV能段伽马-强子分离提升至优于10⁻³，拓展低能段后为搜寻PeV光子源提供了发现潜力。
2025-07-08 astro-ph.HE
Enhancing air-shower observations: Results from an IceCube Surface Array Prototype Station
本文介绍IceTop表面阵列增强原型站，通过射电天线与闪烁体探测器降低探测阈值并提高精度，展示了空气簇射探测的最新结果。
2025-06-11 astro-ph.HE
Investigating Energy-Dependent Anisotropy in Cosmic Rays with IceTop Surface Array
本研究利用2011-2022年IceTop表面阵列数据，结合提升的统计精度与更新的模拟，将南半球宇宙线各向异性测量拓展至更高能段，为探索其与能谱、质量组成的关联奠定基础。
2025-07-30 astro-ph.HE hep-ex
Physics Potential of a Radio Surface Array at the South Pole (ARENA 2018)
无线电天线的表面阵列将提高IceTop阵列的性能，并实现新的互补科学目标。首先，宇宙射线空气簇射的准确性将得到提高，因为无线电阵列提供了电磁分量的量热测量，并且对簇射最大值的位置很敏感。这种增强的精度可以用来更好地测量质量组成，寻找可能的质量依赖的各向异性的宇宙射线的到达方向，以及更彻底的测试强子相互作用模型。其次，射电阵列对倾斜阵雨的敏感性将增加宇宙射线测量的天空覆盖范围。第三，无线电阵列可以用来搜索来自银河系中心的PeV光子。由于IceTop计划在不久的将来通过闪烁体阵列进行增强，因此可以安装共享相同基础设施的无线电扩展，只需最小的额外努力和良好的科学前景。冰立方的冰-切伦科夫、闪烁和无线电探测器的组合将为高能银河宇宙射线的研究提供前所未有的精确度。
2018-11-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
Estimation of $X_\mathrm{max}$ for air showers measured at IceCube with elevated radio antennas of a prototype surface station
本研究利用部署在南极的增强型表面阵列原型站的三臂星形无线电天线，通过将观测事件直接与CoREAS模拟对比的最先进重建方法，估计了空气簇射的能量和$X_\mathrm{max}$，以确定宇宙射线质量组成。
2023-07-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
Low Energy Cosmic Ray Spectrum from 250 TeV to 10 PeV using IceTop
使用冰立方中微子天文台的表面组件IceTop，全粒子宇宙射线能谱已被确定在几个PeV以上。测得的能谱在能量上留下了十多年的空白，无法通过气球和卫星实验进行直接测量。在这项分析中，我们将IceTop的能量阈值降低到250 TeV，缩小了IceTop和直接测量之间的差距。为了收集低能量事件，我们实施了一种新的触发器，该触发器使用四对填充站，其中站之间的间隔小于50米，而主阵列为125米。新的触发器从整个数组中收集至少在一个填充对上具有命中的事件的数据。利用这些冰顶事件测量了全粒子宇宙线能谱的低能扩展，并与HAWC和其他实验的能谱进行了比较。在此分析中使用了两个不同的强子相互作用模型，Sibyll 2.1和QGSJetII-04，空气簇射模拟和每个模型的能谱。两个测量的能谱都示出了围绕膝盖区域的弯曲。
2019-08-20 astro-ph.HE
Cosmic Ray Spectrum and Composition from PeV to EeV from the IceCube Neutrino Observatory
南极冰立方中微子观测站是一个多成分探测器，能够测量PeV至EeV的宇宙射线能谱和成分，该能量区域通常被认为涵盖了从银河系到河外的宇宙射线源的过渡。表面的IceTop阵列对空气簇射的电磁部分敏感，而深层冰阵列检测空气簇射的高能（TeV）μ子分量。IceTop的重建簇射尺寸参数S $_{125}$被展开成高统计的全粒子能谱。此外，对于穿过两个阵列的空气簇射，在冰中重建的μ子能量损失信息与S $_{125}$在机器学习算法中相结合，以同时提取元素组的所有粒子能谱和单个谱。的所有粒子的光谱以及光谱的个别元素组。
2019-08-21 astro-ph.HE
Event-by-event reconstruction of air-shower events with IceCube using a two component lateral distribution function
针对IceTop无专用μ子探测器难以测量单空气簇射低能μ子的问题，提出用双组分侧向分布函数结合电磁与μ子分布解析描述，以重建初级能量和低能μ子数，并将详述其原理与性能。
2025-06-13 astro-ph.HE
Radio signal correlation at 32 MHz with extensive air showers parameters
本文给出了无线电信号与空气簇射参数的相关性：簇射能量E0和最大深度Xmax。结果表明，从空气簇射的射电辐射测量中，可以得到单个簇射参数和宇宙射线的质量组成。本文还导出了计算空气簇射能量的一般公式。
2014-12-24 astro-ph.HE astro-ph.IM
The radio emission pattern of air showers as measured with LOFAR - a tool for the reconstruction of the energy and the shower maximum
用低频阵列（LOFAR）对空气簇射的射电辐射图进行了精细采样。使用一组382个测量的空气簇射来测试脉冲功率分布的快速分析参数化。使用这个参数化，我们能够重建的簇射轴，并给出估计的能量的空气簇射以及距离的簇射最大值。
2015-04-13 astro-ph.HE astro-ph.IM
Radio Detection of Horizontal Extensive Air Showers with AERA
AERA是位于阿根廷马拉圭的Pierre Auger天文台的Auger工程无线电阵列，测量30-80 MHz频率范围内广泛空气簇射的无线电发射，并针对高达60 $^{\circ}$天顶距的空气簇射进行了优化检测。在这方面的贡献的动机，状态，并与AERA水平的空气淋浴分析的第一个结果将被提交。
2015-09-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
Cosmic Ray Spectrum and Composition from PeV to EeV Using 3 Years of Data From IceTop and IceCube
我们报告测量的所有粒子宇宙射线的能量谱和成分的PeV到EeV的能量范围内使用三年的数据从冰立方中微子天文台。冰顶探测器测量宇宙射线在冰表面引起的空气簇射，通过对质量组成进行额外的假设，确定宇宙射线的能谱。当冰顶数据与来自冰立方探测器的高能μ子能量损失信息相一致时，进行单独的测量。在这种测量中，原始宇宙射线的光谱和质量组成都是使用一个神经网络同时重建的，该网络是在两个探测器的观测值上训练的。这两种不同的分析的性能和相对优势进行了讨论，包括系统的不确定性和强子相互作用模型的依赖性，以及所有粒子的光谱，以及个别光谱的元素组。
2019-11-12 astro-ph.HE
A Template-based $γ$-ray Reconstruction Method for Air Shower Arrays
介绍了一种新的基于蒙特卡罗模板的空气簇射阵列重建方法，重点研究了$γ$射线诱导空气簇射的簇射核心和能量重建。该算法适用于一个广泛的空气簇射对预期的概率分布，使用似然方法观察到的横向振幅分布。一个完整的蒙特卡罗空气簇射模拟结合探测器模拟用于生成预期的概率分布。拟合优度可用于区分$γ$射线和强子诱导的空气簇射。作为一个例子，我们应用这种方法的高海拔水切伦科夫$γ$射线天文台和最近安装的高能量升级。该方法的性能和混合探测器类型的空气簇射阵列的适用性使其成为当前和未来仪器的一种有前途的重建方法。
2019-01-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
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。
2014-06-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
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）。
2015-09-16 astro-ph.HE astro-ph.IM
Measurement of horizontal air showers with the Auger Engineering Radio Array
位于阿根廷皮埃尔·俄歇天文台的俄歇工程无线电阵列（AERA）测量了30-80 MHz频率范围内广泛空气簇射的无线电发射。AERA由分布在17公里$^2$上的150多个天线站组成。AERA与俄歇表面探测器、荧光探测器和地下μ介子探测器（AMIGA）一起，能够以混合探测模式测量能量超过10 $^{17}$ eV的宇宙射线。AERA最适合探测$^{\circ}$天顶距的空气簇射，但是，使用俄歇表面阵列重建水平空气簇射，也可以测量非常倾斜的簇射。在这篇文章中，将介绍在天顶距范围从62 $^{\circ}$到80 $^{\circ}$的AERA数据的分析。CoREAS模拟预测，水平空气簇射的无线电发射足迹为几公里$^2$，这一点现已得到AERA测量的证实。这可能会导致无线电为基础的组成测量和能量测定的水平簇射在未来和中微子诱导簇射的无线电探测是可能的。
2016-09-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Feasibility of radar detection of extensive air showers
考虑到各种雷达设置和簇射几何形状，模拟了由空气中的高能簇射粒子产生的短寿命等离子体的无线电波反射。我们表明，空气簇射产生的等离子体必须始终被视为欠密。因此，我们使用汤姆逊散射截面校正分子淬火的无线电波，我们总结相干的贡献，反射的无线电波的体积的等离子体盘，以获得到达接收器天线的信号的时间演变。分析了雷达回波的接收功率和谱功率密度。根据所获得的结果，我们讨论了可能的模式的雷达探测广泛的空气阵雨。我们的结论是，散射信号太弱的雷达方法提供一个有效的和廉价的方法的空气簇射检测。
2015-09-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Results and plans to apply interferometry to air shower observations at the Pierre Auger Observatory
本研究基于皮埃尔·俄歇天文台AERA的观测数据，首次将干涉测量法应用于数千次倾斜空气簇射观测以重建簇射参数，并介绍了为AugerPrime升级的新射电探测器启用干涉测量法的相关计划。
2025-09-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
Dethinning Extensive Air Shower Simulations
我们描述了一种方法，用于恢复大量的空气簇射模拟统计稀疏过程中丢失的信息。通过将加权粒子从稀疏模拟转换为具有相似特性的粒子群，我们获得了与稀疏簇射基本相同的结果，并且与非稀疏簇射模拟非常相似。我们称这种方法为细化。由于不切实际的CPU时间要求，不可能大规模使用非稀疏的簇射，但使用已减稀疏的稀疏簇射，可以对探测器对超高能宇宙射线表面阵列的响应进行大规模模拟研究。详细描述了去稀化方法，并与母体稀化簇射和非稀化簇射进行了比较。
2012-03-29 astro-ph.HE astro-ph.IM
Spectrum of PeV Cosmic-Ray Protons and Helium Nuclei with IceCube
本文提出从 200 TeV 起重建宇宙线质子和氦核联合能谱的方法，利用 IceCube 与 IceTop 数据填补轻宇宙线在 TeV 至 PeV 能区的测量空白。
2025-11-07 astro-ph.HE
Imaging the radio-wave emission from extensive air showers
Radboud University Nijmegen（奈梅亨拉德堡德大学）；Nationaal Instituut voor Kernfysica en Hoge Energie Fysica (NIKHEF)（荷兰核与高能物理国家研究所）；Max-Planck-Institute for Nuclear Physics（马克斯·普朗克核物理研究所）
本文提出通过成像无线电波观测宇宙射线诱导的大气簇射，展示了该技术与切伦科夫技术的相似性，并指出多天线相机能更有效地捕捉单天线无法获取的信号。
2026-05-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
Testing Hadronic Interaction Models with Cosmic Ray Measurements at the IceCube Neutrino Observatory
冰立方中微子天文台提供了一个机会，以执行独特的测量宇宙射线空气淋浴与其组合的表面阵列和深探测器。电磁粒子和低能μ子（$\sim$ GeV）被IceTop探测到，而一束高能μ子（$\gtrsim$ 400 GeV）可以在IceCube中同时测量。基于模拟的空气簇射观测值的预测显示出对高能强子相互作用模型的选择的强烈依赖。通过重建不同的成分依赖的可观测量，可以提供强有力的测试强子相互作用模型，因为这些测量应该是相互一致的。在这项工作中，我们提出了2.5和80 PeV之间的空气簇射数据的分析，比较组成的解释测量的表面μ子密度，斜率的冰顶横向分布函数，和μ子束的能量损失，使用模型Sibyll 2.1，QGSJet-II.04和EPOS-LHC。我们观察到的所有模型在考虑中的不一致，这表明他们没有给出一个充分的描述实验数据。这些结果还意味着通过间接测量确定宇宙射线质量组成存在很大的不确定性。
2021-07-20 astro-ph.HE
Cosmic-Ray Composition analysis at IceCube using Graph Neural Networks
IceCube中微子观测站是一个深埋在南极冰层中的多组件探测器。本程序将讨论冰立方及其表面阵列IceTop的综合操作分析，以估计宇宙射线的组成。这项工作将描述一种新的图形神经网络为基础的方法来估计初级宇宙射线的质量，利用信号足迹信息和重建的宇宙射线空气簇射参数。此外，这项工作还将引入新的成分敏感参数，以改善对宇宙射线成分的估计，并有可能提高我们对宇宙射线空气簇射中高能μ子含量的理解。
2023-01-18 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.data-an
Air showers, hadronic models, and muon production
研究了超高能宇宙射线引发的扩展空气簇射发展过程中μ介子产生的一些特征。利用最新版本的AIRES空气簇射模拟系统，我们分析和讨论了观测到的实验测量和模拟数据之间的差异。
2019-04-26 astro-ph.HE
Search for Neutrino Generated Air Shower Candidates with Energy More than 5$\cdot$10$^{18}$ eV and Zenith Angle $θ$ $\geq$ 50$^\circ$
由于物质的物理性质，中微子空气簇射可以在大气的任何部分形成。一般来说，中微子产生的空气簇射是高度倾斜的，形成于近地面，即年轻簇射。因此，在这种空气簇射的信号中应该预期大量峰值[1，2，3]。我们工作的目标是寻找中微子产生的空气簇射候选者。为此，我们分析了来自具有不同面积和能量阈值的闪烁探测器的大量数据[1，2]。对雅库茨克阵列数据的初步分析表明，中微子没有产生空气簇射，但这并不意味着这种空气簇射不存在。这将需要进一步分析高度倾斜的阵雨。为了做到这一点，需要改进记录和处理空气簇射的方法。
2016-12-28 astro-ph.HE
SELFAS2 : radio emission from cosmic ray air showers. Effect of realistic air refractive index
使用模拟代码SELFAS2，我们提出的预测广泛的空气簇射（EAS）在其发展过程中在大气中发射的无线电信号。来自空气簇射的MHz范围的无线电发射是两种机制的叠加：由于地球磁场中电子和正电子的系统相反漂移引起的横向电流的变化和由于簇射锋中过量电子引起的过量电荷的变化。在本文中，我们特别强调现实的空气折射率对SELFAS2预测的无线电信号的影响。
2012-12-06 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
Analysis of Longitudinal Air Shower Profiles measured by the Pierre Auger Observatory
我们描述了由皮埃尔·俄歇天文台的荧光探测器测量的纵向空气簇射剖面的分析，并给出了能量大于10^18 eV的大范围空气簇射的最大深度Xmax的测量结果。测得的能量演化的平均值的Xmax和它的波动进行比较，不同的初级粒子的空气簇射模拟。
2011-03-30 astro-ph.HE
What the radio signal tells about the cosmic-ray air shower
本文简要地概述了宇宙线引起的空气簇射的射电辐射物理。它将表明，在不同的距离从簇射轴的无线电信号提供了补充信息的纵向簇射演化，特别是早期的部分，和簇射核心中的电子分布。这补充了从表面，荧光和μ子探测器获得的信息，并且在获得空气簇射的全面图像方面非常有用。
2012-07-08 astro-ph.HE
