The IceCube Neutrino Observatory, the Pierre Auger Observatory and the Telescope Array: Joint Contribution to the 35th International Cosmic Ray Conference (ICRC 2017)
冰立方、皮埃尔·奥格尔和望远镜阵列合作组共同参与第35届国际宇宙射线会议,展示其在高能天体物理领域的研究成果。
2018-01-05 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Pierre Auger Observatory and Telescope Array: Joint Contributions to the 35th International Cosmic Ray Conference (ICRC 2017)
University of Utah(犹他大学);Saitama University(埼玉大学);Tokyo Institute of Technology(东京工业大学);Hanyang University(汉阳大学);Tokyo University of Science(东京理科大学);Kinki University(近畿大学);University of Tokyo(东京大学);Osaka City University(大阪市立大学);Shinshu University(信州大学);Kanagawa University(神奈川大学)
Pierre Auger 观测站和望远镜阵列共同参与第35届国际宇宙射线会议,展示其在高能宇宙射线研究中的贡献。
2018-01-03 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Advanced Reconstruction Strategies for the Auger Engineering Radio Array
俄歇工程射电阵列(AERA)旨在探测由超高能宇宙射线与地球大气层相互作用引起的大范围空气簇射,为俄歇表面、荧光和μ子探测器提供补充信息。AERA目前由124个广播电台组成,面积约为6公里$^{2}$。研制射电探测器的主要目的是测量空气簇射的基本参数,如方向、能量和成分。我们已经开发了重建策略和算法,以精确地测量空气簇射参数与高效率。此外,我们将提出的结果,通过应用重建策略的实验数据采取AERA。
2017-05-17 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Can Historic Measurements cast light on the Spectral Differences found between the Pierre Auger Observatory and the Telescope Array?
本研究通过对比历史实验数据与奥格天文台光谱,发现历史数据支持奥格结果,而望远镜阵列与奥格之间的光谱差异依然未解。
2026-10-06 astro-ph.HE
Updated comparison of the UHECR energy spectra measured by the Pierre Auger Observatory and the Telescope Array
INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso(意大利国家核物理研究所大萨索国家实验室)
本文更新比较了皮埃尔·奥格天文台和望远镜阵列的超高能宇宙射线能谱,分析高能段差异来源,并给出共同赤纬带内更新的能量标度和通量测量结果。
2025-09-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
Adding interferometric lightning detection to the Pierre Auger Observatory
Pierre Auger Observatory 通过改进 11 个 AERA 站点构建 30-80 MHz 干涉测量闪电探测阵列,以三维精确测量闪电梯级先导,结合 TGFs 探测揭示雷暴高能粒子成因。
2024-12-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Recent Highlights from the Auger Engineering Radio Array
本文报告AERA在簇射极大深度测量、基于银河射电恒星时调制的绝对标定与长期稳定性验证,以及利用混合事例首次以射电数据证实缪子缺失等方面的成果,为AugerPrime射电探测器分析奠定基础。
2025-07-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
Calibration of the Surface Array of the Pierre Auger Observatory
皮埃尔·俄歇天文台的目的是研究最高能量($>10^{19}$ eV)的宇宙射线。天文台的地面阵列将由1600个水切伦科夫探测器组成,部署在3000平方公里的范围内。远程和大量的检测器需要一个强大的,自动的自校准程序。它依赖于由光电倍增管从切伦科夫光收集的平均电荷的测量,所述切伦科夫光由垂直和中心贯穿的μ子产生,通过基于速率的新技术在检测器处确定为5 - 10%,并且通过分析电荷分布的直方图确定为3%的精度。校准所需的参数每分钟测量一次,以便准确确定初级宇宙射线产生的大范围空气簇射所记录的信号。该方法还使得能够实现稳定和均匀的触发条件。
2021-03-13 astro-ph.HE astro-ph.IM
Radio measurements of air showers with the IceCube-Gen2 surface prototype station at the Pierre Auger Observatory
University of Delaware(特拉华大学)
本文介绍了在皮埃尔·奥格天文台运行的IceCube-Gen2地面原型站对空气簇射无线电信号的观测,通过与奥格地面探测器符合观测验证了信号有效性,并将更新分析结果与CoREAS模拟进行了对比。
2026-09-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Detection of High Energy Cosmic Rays at the Auger Engineering Radio Array
利用大面积空气簇射的射频发射探测(超)高能宇宙射线,已被证明是对现有地面阵列探测技术的补充。在对发射过程的理解及其蒙特卡罗模拟方面取得了很大进展。这些实验结果,特别是在俄歇工程射电阵列上,对初级宇宙射线的能量、角度和质量组成分辨率进行了研究。报告了最近的结果。所测得的分辨率与现有技术相比具有竞争力,并且它们具有独立的不确定性。交叉校准与现有技术和未来的大规模应用的超高能宇宙射线的无线电探测的影响进行了讨论。
2016-11-16 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
BOLT: Imaging Lightning and Terrestrial Gamma-ray Flashes at the Pierre Auger Observatory
Universität Siegen(锡根大学);Observatorio Pierre Auger(皮埃尔·奥格天文台)
BOLT是一种干涉测量闪电定位阵列,通过VHF无线电探测器对闪电进行高分辨率3D成像,并与地面探测器共址,以关联闪电活动与TGF信号,从而研究TGF的产生机制。
2026-10-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
Plans for a new array of radio antennas for the detection of air showers at the 433m surface-detector array of the Pierre Auger Observatory
本文提出在Pierre Auger Observatory部署新射电天线阵列的设计方案,通过结合地下μ子探测器实现高效射电探测,以联合研究μ子成分与簇射最大深度,从而更准确地确定宇宙射线质量成分。
2025-03-03 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
FRAM telescopes and their measurements of aerosol content at the Pierre Auger Observatory and at future sites of the Cherenkov Telescope Array
FRAM(F/(Ph)otometric Robotic Atmospheric Monitor)望远镜是一个由机器人支架、大幅面CCD相机和快速长焦镜头组成的系统,可用于任何地点的大气监测,如果需要高空间或时间分辨率的大气透明度信息,而为此目的连续使用激光方法会干扰其他观测。最初的FRAM已经在阿根廷的皮埃尔俄歇天文台运行了十多年,而切伦科夫望远镜阵列(CTA)预计将使用另外三个FRAM。CTA FRAM正在提前部署,以在CTA望远镜运行之前表征站点的属性;一个FRAM已经在计划中的智利未来CTA站点上运行了一年,而另外两个预计将在2018年底之前投入运行。我们报告的硬件和目前的运作状况和/或部署的所有FRAM仪器的问题,以及一些初步结果的整体气溶胶测量的FRAM在阿根廷和智利
2018-12-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
In-situ absolute calibration of electric-field amplitude measurements with the LPDA radio detector stations of the Pierre Auger Observatory
利用位于皮埃尔·俄歇天文台的俄歇工程射电阵列(AERA),观测到了广泛的空气簇射的射电发射。为了利用AERA的物理潜力,无线电探测器站的电场幅度测量需要在绝对水平上进行良好的校准。远场校准活动的一个方便工具是飞行无人机。在这里,我们利用一个直升机放置校准源在无线电探测器阵列上方的自由选择的位置。特别强调了直升机位置的重建及其在飞行过程中的精度。在最近的校准活动中测量了无线电探测站的天线响应模式。这些测量的结果,并比较模拟。它被发现,测量和模拟是在良好的协议。
2016-09-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
Preliminary results of the AMIGA engineering array at the Pierre Auger Observatory
俄歇μ子和地面阵列填充(AMIGA)旨在将皮埃尔俄歇天文台的探测范围扩展到能量$\sim 10^{16.5}~\mathrm{eV}$,并测量广泛的空气簇射的μ子含量。为了实现这些目标,它的探测系统是由一个耦合的水切伦科夫和闪烁探测器阵列,部署在一个梯度三角形网格的433和750\,米的间距。在每个位置处,闪烁探测器被深埋$2.3~\mathrm{m}$,以便将其与空气簇射电磁分量屏蔽,从而仅测量μ子分量。这些μ子探测器具有分成模块的$30~\mathrm{m^2}$区域,每个模块高度分割成64个塑料闪烁体条带,其中嵌入波长移位光纤将光传输到位于模块中心的光学传感器。在工程阵列阶段(2017年11月完成),测试了两个模块区域($5~\mathrm{m^2}$和$10~\mathrm{m^2}$)和两个光学传感器(光电倍增管和硅光电倍增管)。在这项工作中,我们提出了最终性能的μ介子探测器配备硅光电倍增管,此后被选为AMIGA生产阶段的基线设计。分析和结果均基于实验室和现场测量。
2019-05-10 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Depth of maximum of air-shower profiles: testing the compatibility of measurements performed at the Pierre Auger Observatory and the Telescope Array experiment
在皮埃尔·俄歇天文台和望远镜阵列上,借助于荧光望远镜,通过直接观测簇射的纵向发展,对空气簇射廓线最大深度$X_\mathrm{max}$进行了测量。虽然在两个装置中使用相同的检测技术,但由于对记录事件的分析方法不同,不可能直接比较测量的$X_\mathrm{max}$分布的特性。在这项工作中,俄歇望远镜阵列组成工作组提出了一种技术,比较从俄歇天文台和望远镜阵列的$X_\mathrm{max}$测量。应用这种技术的前两个时刻的测量$X_\mathrm{max}$分布的兼容性进行定性测试的能量$10^{18.2}~{\rm eV} < E < 10^{19.0}~{\rm eV}$使用最近发表的望远镜阵列数据从黑岩台地和长岭荧光探测器站。为了进行定量比较,需要用EPOS-LHC模拟空气簇射,并考虑望远镜阵列探测器的影响,同时分析$X_\mathrm{max}$测量的系统不确定性和事件的能量。
2019-05-15 astro-ph.HE
Auger@TA: In-situ Cross-Calibration of the World's Largest Cosmic Ray Observatories
Colorado School of Mines(科罗拉多矿业学院)
针对奥格与望远镜阵列宇宙线通量差异,部署含八个站的微型奥格阵列进行原位交叉校准,以解决系统效应并提升全天区UHECR测量一致性。
2025-10-23 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
Observation of air showers with an IceCube-Gen2 prototype station at the Pierre Auger Observatory
本文报告了部署在皮埃尔·奥格观测站的 IceCube-Gen2 原型站首批结果,实现了无线电天线与水切伦科夫探测器对空气簇射的首次符合探测,并观测到银河系噪声。
2024-09-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
Radio detection of cosmic rays with the Auger Engineering Radio Array
膝盖区域以上的宇宙射线统计数据非常低,因此只能通过探测它们与大气成分相互作用产生的广泛空气簇射(EAS)来进行研究。位于阿根廷的皮埃尔·俄歇天文台是世界上最大的高能宇宙线探测阵列,由荧光望远镜、地面粒子探测器和射电天线组成。俄歇工程无线电阵列(AERA)由153个自主无线电台组成,在30 MHz至80 MHz频率范围内对广泛的空气簇射的无线电发射进行采样。它覆盖17公里$^2$的表面,对超高能宇宙射线的到达方向具有2 $π$的灵敏度,并提供接近100%的占空比。由空气簇射的次级粒子发射的电场与初级宇宙线的能量和质量等特征高度相关,同时发射机制也很好地理解。在这篇文章中,将介绍用AERA重建质量组成和能量测量的最新进展。
2017-02-09 astro-ph.HE
Full-sky searches for anisotropies in UHECR arrival directions with the Pierre Auger Observatory and the Telescope Array
超高能宇宙射线的到达方向似乎在整个天空中近似各向同性地分布,但上一代UHECR探测器阵列,皮埃尔俄歇天文台(Auger)和望远镜阵列(TA)已经探测到数千个事件,使我们能够研究各向同性的微小偏差。到目前为止,俄歇已经探测到了一个大尺度的各向异性,它与$E > 8$ ~EeV的宇宙射线分布中的$\sim 6.5\%$偶极矩一致,两个合作项目都报告了在更高能量下的小尺度各向异性的迹象。另一方面,这两个阵列都没有全天空覆盖,俄歇视场仅限于赤纬$δ< +45^\circ$,TA视场仅限于$δ> -16^\circ$。因此,全天空覆盖的各向异性探测需要结合来自两个阵列的数据。为此设立了一个工作组,成员来自两个协作机构。由于即使是一个小的系统误差在任何一个阵列的能量测定可能会导致一个相当大的虚假的各向异性沿南北轴,我们设计了一种方法来交叉校准的能量尺度的两个实验相对于彼此使用事件在一个decliter带内的交叉点的视野。在这篇文章中,我们报告了各向异性盲目搜索的最新情况,以及基于可能的本地河外源的通量模型的首次全天研究。
2020-01-07 astro-ph.HE
The Pierre Auger Project and Enhancements
将讨论俄歇天文台科学成果的现状,包括光谱、到达方向的各向异性、化学成分分析以及中微子和光子通量的限制。将介绍对天文台探测系统的审查。俄歇已经开始了其第二阶段的建设,其中包括用于宇宙射线无线电探测的天线,高仰角望远镜和表面加μ子探测器。将详细介绍后者,AMIGA(俄歇μ子和填充地面阵列),俄歇项目包括85个探测器对,每个探测器对由一个地表水切伦科夫探测器和一个埋μ子计数器组成。为了对10^17 eV到10^19 eV的光谱区域进行详细的研究,探测器对以433和750 m的间距排列成阵列。将介绍750米表面探测器阵列和第一个μ子计数器原型性能的初步结果。
2010-04-15 astro-ph.HE
The Auger Radio Infill SKALA Extension (ARISE): First Air-Shower Measurements
Institute for Astroparticle Physics (IAP), Karlsruhe Institute of Technology (KIT)(高能粒子物理研究所,卡尔斯鲁厄理工学院)
ARISE在奥格天文台部署18个SKALA v2天线,首次测量证实其能探测近垂直宇宙射线空气簇射的无线电信号,并验证了与表面探测器符合的到达方向重建。
2026-09-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
Report of the Working Group on the Composition of Ultra High Energy Cosmic Rays
首次对皮埃尔俄歇天文台和望远镜阵列天文台公布的平均簇射最大深度($X_{\rm max}$)进行了比较。利用由四种主要粒子(质子、氦、氮和铁)引发的模拟事件拟合了皮埃尔俄歇天文台测量的$X_{\rm max}$分布。通过望远镜阵列(TA)中鼓(MD)荧光和表面探测器阵列模拟了最能描述俄歇数据的主要丰度。模拟事件由TA协作使用与其数据相同的程序进行分析。结果是一个模拟版本的俄歇数据,因为它将被TA观察到。该分析允许直接比较$\langle X_{\rm max} \rangle$的演变与两个数据集的能量。由TA-MD测量的$\langle X_{\rm max} \rangle$与通过TA检测器的俄歇数据的初步模拟一致,并且发现两个数据集之间的平均差为$(2.9 \pm 2.7\;(\text{stat.}) \pm 18\;(\text{syst.}))~\text{g/cm}^2$。
2015-03-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Pierre Auger Cosmic Ray Observatory
皮埃尔·奥杰天文台位于阿根廷西部一个广阔的高原上,是世界上最大的宇宙射线天文台。该观测站的目标是探测$10^{17}$电子伏特以上的宇宙射线的起源和特征,并研究这些在自然界中观测到的能量最高的粒子之间的相互作用。俄歇设计的特点是1660个水切伦科夫粒子探测器站的阵列分布在3000公里的$^2$,由24个空气荧光望远镜俯瞰。此外,三台高仰角荧光望远镜俯瞰着一个23.5公里长的$^2$,61个探测器填充阵列,间距为750米。该观测站自2008年建成以来一直在成功运行,并记录了超过40,000 km $^2$ sr年的曝光数据。本文介绍了构成俄歇天文台的探测器、相关子系统和基础设施的设计和性能。
2015-11-24 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Measurement of the energy spectrum of cosmic rays at the highest energies using data from Pierre Auger Observatory
我们报告的测量流量的宇宙射线与前所未有的精度和统计数据使用的数据从皮埃尔俄歇天文台。基于与表面检测器的至少一个站重合的荧光观测,我们导出能量高于1EeV的光谱。我们还报告与表面探测器阵列获得的能谱。详细介绍了光谱特征,并讨论了系统不确定性对这些特征的影响。
2013-07-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
Search for a correlation between the UHECRs measured by the Pierre AugerObservatory and the Telescope Array and the neutrino candidate events fromIceCube and ANTARES
高能中微子预计将由加速点附近的加速粒子相互作用产生。因此,寻找超高能宇宙射线(UHECR)和HE中微子到达方向的相关性是一个有趣的问题。在这里,我们提出了一个由皮埃尔俄歇天文台和望远镜阵列测量的UHECR事件和高能量中微子候选事件从冰立方和ANTARES之间的相关性搜索的结果。我们进行互相关分析,其中的角间距的UHECR和中微子的到达方向进行扫描。当比较的结果与预期的零假设考虑各向同性分布的中微子或UHECR,我们得到试验后的p值的顺序为$\sim 10^{-2}$。
2019-05-10 astro-ph.HE
The energy spectrum of ultra-high energy cosmic rays measured at the Pierre Auger Observatory and at the Telescope Array
超高能宇宙射线(UHECR)的能谱提供了宇宙中最具能量的现象的基本信息。除了EeV能量,望远镜阵列和皮埃尔俄歇天文台分别在北半球和南半球积累了最大的UHECR暴露。结果独立地示出了在几十EeV以上的能谱的陡化。然而,光谱的比较表明,在用于重建广泛的空气簇射的能量尺度上的总体不确定性方面的差异是无法解释的。在两种仪器所覆盖的天空区域也观察到了这种差异,当考虑到定向曝光效应时,光谱应该在不确定性范围内一致。对于这一贡献,两个合作的工作组考虑到能量依赖的系统不确定性,研究了这些差异。一个特别的重点是给出的光谱特征,这提供了一个准确的工具,以提高我们的理解的比较的表征。
2020-01-23 astro-ph.HE
A Direct Comparison of Muon Measurements at the Yakutsk Array and the Pierre Auger Observatory
本文直接比较了Pierre Auger Observatory和Yakutsk array在广延大气簇射中测量的μ子结果,发现两者与QGSJet-II.04模型预测的差异源于Auger实验对μ子密度高估及初始能量低估。
2024-04-08 astro-ph.HE
Telescope Array Hybrid Composition and Auger-TA Composition Comparison
望远镜阵列利用望远镜阵列表面探测器阵列和黑石台地和长岭荧光探测器站,完成了对近九年来测量大气层最大空气簇射深度($X_{\textrm{max}}$)的数据的分析。通过使用表面阵列和荧光检测器,可以非常精确地测量空气簇射的几何形状和到达时间,从而在确定$X_{\textrm{max}}$时提供良好的分辨率。$X_{\textrm{max}}$与空气簇射初级粒子质量直接相关,因此对于理解超高能宇宙射线(UHECR)的组成非常重要。UHECR组成将有助于回答诸如其来源的距离和位置等问题。我们讨论了实验装置、分析方法和收集的$X_{\textrm{max}}$数据。我们比较了四种化学物质的详细蒙特卡罗模拟的观测数据的能量相关的分布,然后通过分析分布的形状来测试哪些个别物质与数据不兼容。我们还讨论了俄歇和TA实验之间的成分分析和解释的现状。这是世界上两个最大的UHECR观测站,具有大曝光量,应有助于了解UHECR的组成。
2018-10-07 astro-ph.HE
The exposure of the hybrid detector of the Pierre Auger Observatory
皮埃尔俄歇天文台是一个探测超高能宇宙射线的探测器。它包括一个测量地面次级粒子的表面阵列和一个测量阵列上方大气中空气簇射发展的荧光探测器。“混合”检测模式结合了来自两个子系统的信息。我们描述了确定的混合曝光的荧光望远镜观察到的事件,在符合至少一个水切伦科夫探测器的表面阵列。详细了解检测操作的时间依赖性对于准确评估曝光至关重要。我们讨论了在操作过程中收集的监测数据的相关性,如荧光检测器的状态,背景光和大气条件,用于模拟和重建。
2010-10-29 astro-ph.HE
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。
2009-02-16 astro-ph.HE
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。
2013-04-05 astro-ph.HE
AugerPrime: the Pierre Auger Observatory Upgrade
世界上最大的超高能宇宙射线暴露积累的皮埃尔俄歇天文台导致我们的理解其性质的重大进展,但许多未知的性质和分布的来源,主要成分和基础的强子相互作用防止出现一个独特的一致的图片。目前的结果所开辟的新前景要求对天文台进行升级,其主要目的是逐簇收集关于最高能量宇宙射线的基本质量的新信息。对通量抑制区域中光原色分数的评估将打开带电粒子天文学的窗口,允许进行成分选择的各向异性搜索。此外,在人造加速器未覆盖的能量下将研究多粒子产生的性质,并将寻找强子相互作用的新的或意想不到的变化。在讨论了升级皮埃尔俄歇天文台的动机之后,介绍了探测器的升级。然后,我们讨论了预期的性能和改进的物理灵敏度的升级探测器,并提出了第一次收集的数据与已经运行的工程阵列。
2019-05-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
Digital Radio Arrays for the Detection of Air Showers Initiated by Ultra-High-Energy Particles (Epiphany 2022)
数字无线电阵列已经成为测量能量在100 PeV左右和以上的空气簇射的有效工具。与光学技术相比,无线电技术不限于晴朗的夜晚。由于计算分析技术的最新进展,无线电阵列可以提供同样准确的测量能量和簇射最大值的深度。独立的无线电阵列提供了一种经济的方法来实现巨大的孔径,例如,用于寻找超高能中微子,但仍需要大规模的技术演示。结合无线电天线和粒子探测器的混合阵列已经开始在假定的银河系到河外过渡的能量范围内为宇宙射线物理学做出贡献。特别是,无线电和μ子探测器的组合可以为宇宙射线的质量组成铺平前所未有的准确性。这篇论文回顾了无线电技术的最新发展,并重点介绍了选定的运行和计划中的天线阵列,如GCOS,GRAND,SKA,Pierre Auger天文台的AugerPrime升级和IceCube-Gen 2。
2022-04-26 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
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
Investigating an angular correlation between nearby starburst galaxies and UHECRs with the Telescope Array experiment
最近报道了皮埃尔俄歇天文台(Auger)探测到的能量大于39 EeV的宇宙射线的到达方向与23个邻近星暴星系(SBG)的位置相关:在它们的最佳拟合模型中,9.7%的宇宙线通量来自这些天体,并经历了$12.9^\circ$ ~尺度的角扩散。另一方面,他们名单上的一些SBG,包括最亮的一个(M82),在俄歇视野之外的北偏。北半球探测器的数据将需要寻找这些物体附近的宇宙射线过剩。在这项工作中,我们针对望远镜阵列(TA)在9年内收集的数据测试了Auger最佳拟合模型,而没有尝试重新优化我们数据集的模型参数,以免引入统计惩罚。所得检验统计量(双对数似然比)为$-1.00$,对应于各向同性生成的随机数据集中的$1.1σ$显著性,以及假设Auger最佳拟合模型生成的数据集中的$-1.4σ$显著性。换句话说,我们的数据仍然不足以最终排除这两种假设。TA正在进行的四倍扩展将收集北半球的数据与更多的统计数据,提高我们的能力,区分不同的通量模型。
2019-05-20 astro-ph.HE
Mass Composition of UHECRs from $X_{\rm max}$ Distributions Recorded by the Pierre Auger and Telescope Array Observatories
在这篇论文中,我们从皮埃尔·俄歇(2014)和望远镜阵列(TA)(2016)天文台记录的$X_{\rm max}$分布的测量结果中推断出超高能宇宙射线(UHECR)的质量组成,通过将它们与来自大量主要物质的蒙特卡罗(MC)模板的所有可能组合进行拟合(p,He,C,N,O,Ne,Si和Fe)的强子相互作用,与EPOS-LHC,QGSJETII-04和Sibyll 2.1强子相互作用模型所预测的一致。我们使用从一个实验在每个能量间隔重建的原子核的各个分数,以建立等效的MC $X_{\rm max}$分布,我们与其他实验的实验$X_{\rm max}$分布进行比较,应用不同的统计检验的兼容性。从两个实验中得到的结果证实了UHECR的质量组成($\gtrsim$ $70\%$)由质子和He核控制{在所研究的能量范围内$\lg E (\rm eV)$ = [17.8- 19.3](俄歇)和$\lg E \rm (eV)$ = [18.2- 19.0](TA)}。两个实验记录的$X_{\rm max}$分布之间的间接比较表明,两个数据集的兼容性程度是好的,甚至在一些高能量间隔,特别是在脚踝以上($\lg E (\rm eV) \sim 18.7$)的优秀。然而,我们的研究表明,在低能量下,为了协调两个实验的结果,需要进一步努力进行数据分析。
2021-09-09 astro-ph.HE hep-ph
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
The Offline Software of the Pierre Auger Observatory: Lessons Learned
皮埃尔·俄歇天文台的数据分析离线软件框架是一套计算工具,旨在满足地理上分散的大型合作项目的需要,该项目旨在测量20年内超高能宇宙射线的光谱、到达方向和成分。它的设计目标之一是通过允许协作者逐步贡献一小部分代码来促进协作工作。该观测站随着时间的推移而发展壮大,并经历了一些改进和补充,这些改进和补充测试了框架的灵活性。这个框架最初被认为是为了适应宇宙射线探测的混合视图,由一个表面和一个荧光探测器组成。从那时起,该框架已扩展到包括无线电天线阵列和地下和地上闪烁体阵列。其他合作机构,特别是NA 61/Shine和HAWC,也使用了该框架的不同工具。所有这些多年来积累的经验使我们能够就原始设计的成功和失败得出结论。
2012-08-10 astro-ph.HE astro-ph.IM cs.SE
The Fortuitous Latitude of the Pierre Auger Observatory and Telescope Array for Reconstructing the Quadrupole Moment
确定最高能量宇宙射线到达方向的各向异性是天体物理学中的一项重要任务。将天空划分为球谐函数作为各向异性的度量是常见和有用的。两个最低的非平凡球谐函数,偶极子和四极子,是特别感兴趣的,因为这些分布封装了一个占主导地位的单一源和一个平面的源,以及提供相对较高的统计。目前,探测超高能宇宙射线的最佳实验都是在地面上进行的,由于地球上的固定实验地点,天空中的照射量极不均匀。这种不均匀的曝光增加了推断各向异性的复杂性和误差。事实证明,存在一个实验的最佳纬度,在这个纬度上,非均匀曝光不会削弱四极矩的影响。我们推导出了最佳纬度,并发现(可能是偶然的巧合)这个最佳纬度贯穿了南半球最大的宇宙线实验皮埃尔俄歇天文台(PAO),并接近北半球最大的宇宙线实验望远镜阵列(TA)。因此,假设四极分布,PAO和TA可以重建宇宙线的四极分布,以高精度,而不考虑他们的部分天空曝光。
2015-05-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Differences Between the Pierre Auger Observatory and Telescope Array Spectra: Systematic Effects or Indication of a Local Source of Ultra-High-Energy Cosmic Rays?
针对PAO与TA在30 EeV以上UHECR能谱的差异,研究通过刚度依赖最大能量模型联合拟合,比较系统误差与北半球局域源解释,发现二者改善相当,最佳局域源距离小于26 Mpc且以硅组分为主。
2023-06-22 astro-ph.HE
Exploring arrival directions of UHECRs with the Yakutsk array
分析了雅库茨克阵列探测的超高能宇宙射线(UHECR)的到达方向数据。这项工作是由皮埃尔·俄歇合作最近声称的UHECR和附近活动星系核(AGN)在天球上的位置之间的显着相关性引起的; HiRes合作没有相关性。四个巨射电望远镜阵的观测数据涉及到可能的河外超星系核辐射源,需要进一步深入分析,并对未来的观测数据提出了更高的要求。
2009-03-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Auger Radio Infill SKALA Extension (ARISE): Science Case and Instrumentation (ARENA 2026)
Pierre Auger Collaboration(皮埃尔·奥热合作组)
该研究介绍2025年部署于奥格天文台的ARISE仪器,其以50-350 MHz宽频带、433米密间距天线设计,旨在实现100 PeV以上近垂直空气簇射的高效探测,为宇宙线研究提供低系统不确定性的观测数据。
2026-09-01 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
Muons in air showers at the Pierre Auger Observatory: Mean number in highly inclined events
我们提出了第一个混合测量的平均μ介子数在超高能量的空气簇射,由宇宙射线与天顶角之间的$62^\circ$和$80^\circ$。测量是基于174个混合事件同时记录与表面探测器阵列和皮埃尔俄歇天文台的荧光探测器。每个簇射的μ介子数是通过缩放地面上横向μ介子密度分布的模拟参考剖面直到它适合数据而得出的。一个天顶角为$67^\circ$的$10^{19}$ ~eV簇射到达海拔1450 m的地面探测器阵列,平均包含能量大于0.3 GeV的$(2.68 \pm 0.04 \pm 0.48\,\mathrm{(sys.)}) \times 10^{7}$ μ子。在$4\times 10^{18}$ eV和$5 \times 10^{19}$ eV之间,μ子的对数增益$\mathrm{d}\ln{N_μ} / \mathrm{d}\ln{E}$随能量的增加而增加,测量结果为$(1.029\, \pm\, 0.024\, \pm 0.030\,\mathrm{(sys.)})$。
2015-12-02 astro-ph.HE
On the short term modulation of cosmic rays by high-speed streams at the Pierre Auger surface array detectors
根据皮埃尔俄歇天文台(PAO)在定标模式下观测到的宇宙线速率,分析了太阳风对银河系宇宙射线(GCR)的短期调制(Bartels自转一周-27天)。能量低于$\sim$ 50 TeV的GCR在大气层顶部的入射,产生了超过90%的在地面记录的次级粒子,即,它们受到太阳光调制。调制是一致的至少有两个组成部分:第一个是调制的振幅的宇宙射线日变化,与太阳风的速度反相关。第二种情况发生在高速流(HSS)期间,宇宙射线日变化训练的基线下降,与太阳风速度的时间剖面成反比。根据宇宙线扩散理论的径向梯度,在某些前提下,如纬度对日变的依赖性和GCR传播中包含漂移过程,可以对调制进行半经验描述,以下称之为Toy模型。虽然玩具模型不包括由于在大气中传播的波动,它提供了令人满意的结果相比,PAO定标模式的数据。我们目前的细节,这些意见以及玩具模型验证。
2020-03-13 astro-ph.HE physics.space-ph
Reconstruction of the depth of the shower maximum of air showers with the SD-750 surface detector of the Pierre Auger Observatory using neural networks
本研究利用神经网络从皮埃尔·奥格天文台SD-750表面探测器数据中重建簇射最大深度,模拟显示其在1-10 EeV能量范围内优于SD-1500,且校正后与荧光探测器测量一致。
2025-09-12 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
The Pierre Auger Observatory: review of latest results and perspectives
皮埃尔·俄歇天文台是世界上最大的观测超高能宇宙射线的运行探测系统。该探测器可以详细测量能量范围高于$10^{17}$ eV的初级宇宙射线的能谱、质量组成和到达方向。天文台过去十年收集的数据显示,能量高于$4\times10^{19}$ eV的宇宙线通量受到抑制。然而,目前还不清楚这种抑制是由宇宙射线的传播引起的,还是由其源的能量限制引起的。另一个难题是UHECR的起源。通过研究它们到达方向的分布可以得到一些线索。最近观察到的偶极各向异性的方向,这表明银河系外起源的UHECRs。俄歇表面探测器阵列也对所有味道的超高能中微子和光子的阵雨敏感,天文台提供的最近的中微子和光子限制可以限制宇宙成因中微子生产和UHECR起源的奇异场景的模型,例如超重粒子的衰变。本文介绍了宇宙射线的能谱、质量成分和到达方向的测量结果,并对今后的工作进行了展望。
2018-11-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Future ground arrays for ultrahigh-energy cosmic rays: recent updates and perspectives
超高能宇宙射线(UHECR)的起源和性质是粒子天体物理学和天文学中最令人感兴趣的谜团之一。两个最大的天文台,皮埃尔俄歇天文台和望远镜阵列实验,正在两个半球稳定地观测UHECR,以便更好地了解它们的起源和最高能量的相关加速机制。我们重点介绍他们的最新成果,包括正在进行的升级,AugerPrime和TAx4,然后解决下一代天文台的要求。我们分享最近的更新和未来的地面阵列的荧光探测器的前景,解决了大面积,低成本的探测器,适用于测量最高能量的宇宙射线与前所未有的孔径的属性的要求。
2018-10-15 astro-ph.HE hep-ex
Graph Neural Networks for Photon Searches with the Underground Muon Detector of the Pierre Auger Observatory
本文提出基于图注意力网络的深度学习新方法,结合皮埃尔·奥格天文台地面探测器与地下μ子探测器数据,在50–300 PeV能区实现光子-强子鉴别,以提升对超高能弥散光子的间接探测灵敏度。
2025-07-12 astro-ph.HE astro-ph.IM
The core software and simulation activities for data analysis at the Pierre Auger Observatory
本文介绍了 Pierre Auger Observatory 升级后的核心数据分析软件 Auger Offline Framework 和 CORSIKA 7 模拟工具的演变、现状及在多探测器组件模拟中面临的计算资源挑战。
2025-03-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
Ultra-High Energy Cosmic Rays: Recent Results and Future Plans of Auger
在过去十年中,利用皮埃尔俄歇天文台的数据报告了一些重要的观测结果。我们将回顾最近的一些重要发现,这些发现极大地促进了我们对超高能宇宙射线的理解,并对5 × 10 ^{19} eV以上的通量抑制的“经典”解释提出了质疑,认为它(仅仅)是由格瑞森-扎采平-库兹明效应引起的。相反,这些数据表明看到的大多是河外宇宙射线加速器的最大能量。这有许多含义,从减少宇宙成因中微子的粒子物理学前景到减少看到超高能宇宙射线源的机会。为了解决这些新出现的紧迫的科学问题,皮埃尔俄歇天文台目前正在升级为AugerPrime。它将使成分测量进入通量抑制区,并提高粒子物理学能力。一个工程阵列已经部署,正在收集数据。全面建设将于2017年底开始。
2016-12-24 astro-ph.HE
The UHECR dipole and quadrupole in the latest data from the original Auger and TA surface detectors
超高能宇宙射线的来源仍然是未知的,但假设标准物理学,它们预计位于距离我们几百兆秒差距之内。事实上,在宇宙学距离上,宇宙射线会因与背景光子的相互作用而损失能量,损失的速率取决于它们的质量数和能量以及光核相互作用和光子背景的性质。在这样的尺度下,宇宙是不均匀的,因此宇宙射线到达方向的分布被认为反映了星系分布的不均匀性;能量损失长度越短,预期的各向异性越强。银河系和星系间的磁场会使图像模糊和扭曲,但最大尺度的各向异性,即偶极子和四极矩的大小,对它们的影响最鲁棒。除了全天空覆盖之外,不考虑任何高阶多极子而无偏差地测量它们是不可能的。在这项工作中,我们实现了这三个能量范围内(约8- 16 EeV,16- 32 EeV,和32- $\infty$ EeV)相结合的表面探测器收集的数据在皮埃尔俄歇天文台,直到2020年和望远镜阵列(TA),直到2019年,完成升级的阵列与新的闪烁体探测器。我们发现,通过结合俄歇和TA数据实现的全天空覆盖减少了一半的偶极子和四极子的南北分量的不确定性相比,俄歇只有结果。
2021-11-29 astro-ph.HE