Study on optimization of water Cherenkov detector array of LHAASO project for surveying VHE gamma rays sources
提出了在中国云南香格里拉建立一个水切伦科夫探测器阵列LHAASO-WCDA。作为LHAASO项目的主要组成部分之一，它的主要目的是调查北部天空的伽马射线源的能量范围从100 GeV到30 TeV。为了有效地设计水切伦科夫阵列，节省预算，进行了蒙特卡罗模拟。通过仿真，得到了不同阵列结构的性能价格比，并进行了比较，为下一步更详细的实验设计提供了指导。
2013-07-03 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
A Double Layered Water Cherenkov Detector Array for Gamma-Ray Astronomy
地面粒子探测现在是TeV伽马射线天文学的一种行之有效的方法。在充满水的检测单元中产生的切伦科夫光的检测是一种经过验证且具有成本效益的方法。在这里，我们讨论的优化单位对未来的南方宽视场伽玛射线天文台（SWGO）。在这种情况下，我们研究了一种新型的配置，其中每个水切伦科夫探测器（WCD）的阵列中的单元包括两个黑色或反射壁室和一个单一的光电倍增管（PMT）在每个室。我们发现，这是一个具有成本效益的方法，提高了WCD阵列的性能相对于目前的方法。一个浅的下室与PMT朝下，使μ子标签和强子诱导的空气阵雨，这是在伽马射线天文学的主要来源的识别。我们调查如何伽马/强子分离功率和可实现的角分辨率取决于在这种配置中的探测器单元的几何形状和壁反射率。我们发现，优秀的角分辨率，背景抑制能力和低能量响应是可以实现的，在这种双层配置，在两个腔室的反射表面的帮助下。
2023-01-23 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
UCGretina GEANT4 Simulation of the GRETINA Gamma-Ray Energy Tracking Array
介绍了GRETINA γ射线跟踪阵列高分段高纯锗探测器的GEANT4模拟程序UCGretina。我们已经开发了一个模型的阵列，特别是四模块和胶囊，给出了很好的协议之间的模拟和测量的γ射线能量在很宽的范围内的峰值效率，并再现测量的康普顿连续体的形状。这两个功能都是需要的，以准确地提取γ射线产额从收集在束内γ射线光谱测量与在$v/c \gtrsim 0.3$在国家超导回旋加速器实验室和稀有同位素束设施的光束行进的光谱。在开发模型的过程中，我们确定必须包括围绕模拟晶体的有源体积的毫米级被动锗层，以再现测量的峰值效率。我们采用了一个简单的模型，有效的被动层和启发式的方法来确定被动层的厚度比较的模拟和测量的单晶和全阵列。展望了该模型的发展前景。
2021-04-17 astro-ph.IM nucl-ex physics.ins-det
Probing Neural Networks for the Gamma/Hadron Separation of the Cherenkov Telescope Array
我们将卷积神经网络与经典的提升决策树进行了比较，用于分离由伽马射线产生的大气粒子簇射与粒子诱导背景。我们进行比较的两种技术应用于模拟观测数据从切伦科夫望远镜阵列。然后，我们研究了这两种方法产生的受试者工作特征（ROC）曲线，并讨论了两者之间的异同。我们发现，神经网络在特定条件下优于经典技术。
2019-07-04 astro-ph.IM
Feasibility of utilizing Cherenkov Telescope Array gamma-ray telescopes as free-space optical communication ground stations
在未来自由空间光通信的实施中，地球上从深空间探测器接收的信号将极其微弱，必须开发新的地面站以支持这些链路。本文讨论了使用伽马射线望远镜开发的技术的可行性，这些望远镜将组成切伦科夫望远镜阵列（CTA）天文台，以实现一种新的地面站。这些望远镜提供的主要优势之一是需要更大的孔径来克服地基伽马射线天文学和光学通信都具有的功率限制。此外，将为CTA建造的大量大型望远镜将有可能通过经济规模生产来降低成本，从而实现未来深空链路所需的大型望远镜中的光学通信。
2013-05-21 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
Optimization of large homogeneous air Cherenkov arrays and application to the design of a 1TeV-100TeV gamma-ray observatory
在时间的大型空气切伦科夫阵列正在讨论未来的伽马射线观测站，我们审查的目标能力和主要设计参数之间的关系，同时考虑到建设成本。作为一个应用程序的例子，我们描述了一个望远镜阵列优化1 TeV和几个100 TeV之间的观测，并使用详细的模拟来估计其性能相比，科学目标。
2009-09-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
High-resolution gamma-ray spectroscopy with a microwave-multiplexed transition-edge sensor array
我们展示了非常高的分辨率光子光谱与微波多路复用的两个像素的过渡边缘传感器（TES）阵列。我们测量了一个$^{153}$ Gd光子源，并实现了63 eV的能量分辨率在97 keV的半高全宽和86 pA/ $\sqrt{\text{Hz}}$的等效读出系统的噪声在TES。读出电路由耦合到射频超导量子干涉器件（SQUID）的超导微波谐振器组成，并将输入电流的变化转换为微波信号的相位变化。我们使用磁通斜坡调制来线性化响应并避免低频噪声。该演示建立了一个路径的读出低温X射线和伽马射线传感器阵列与多个$10^3$元素和光谱分辨率$R=λ/Δλ> 10^3$。
2013-10-28 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Studies of the nature of the low-energy, gamma-like background for Cherenkov Telescope Array
即将到来的切伦科夫望远镜阵列（CTA）项目预计将为切伦科夫望远镜在低能（<~100 GeV）范围内提供前所未有的灵敏度。为了充分利用望远镜的潜力，可能需要修订伽马/强子分离的标准分析方法。我们通过识别主要由π0（或另一个中性介子）衰变的单个电磁子级联或双子级联组成的事件来研究背景的组成。我们应用CTA的标准模拟和分析链来评估标准分析拒绝此类事件的潜力。
2017-09-13 astro-ph.IM
A new time-dependent likelihood technique for detection of gamma-ray bursts with IACT arrays
在成像大气切伦科夫望远镜阵列（IACT）中，统计推断源存在的标准方法是基于Li&Ma（1983）的极大似然方法。我们提出了一种新的统计方法，也是基于极大似然理论，它考虑到了先验知识的源光变曲线。这种方法对于观测快速衰减的伽马射线暴（GRB）特别有用。我们还讨论了建立使用这种技术来分析VERITAS伽玛暴观测结果。
2015-09-03 astro-ph.HE astro-ph.IM
On the potential of atmospheric Cherenkov telescope arrays for resolving TeV gamma-ray sources in the Galactic Plane
对一组成像大气切伦科夫望远镜探测复杂区域伽马射线源的潜力进行了研究。伽马射线仪器的基本特性已使用简单的解析表达式参数化。除了理想的（高斯形式）点扩散函数（PSF）的影响，更现实的非高斯PSF的尾巴已被考虑。模拟孤立的点状和扩展源已被用作基准测试和理解的仪器的响应。分析了仪器分辨多源的能力，计算了相应的仪器灵敏度。这些结果对于位于银河平面拥挤区域的弱伽马射线发射体特别有意义，在那里，在1度内聚集两个或更多伽马射线源的机会很高。
2016-03-14 astro-ph.HE astro-ph.IM
The gamma/hadron discriminator $LCm$ in realistic air shower array experiments
本文推广了伽马/强子鉴别变量 $C_k$ 和 $LCm$ 至不同探测器阵列，并评估了闪烁体与水切伦科夫阵列中 $C_k$ 轮廓的鉴别能力。
2023-10-15 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
The influence of the Sun and Moon on the observation of very high energy gamma-ray sources using EAS arrays
本研究针对地面EAS阵列昼夜观测甚高能伽马射线源时未考虑日月影响的问题，估算了日月靠近源视线时的观测影响，提出数据分析策略以避免低估伽马辐射。
2024-05-21 astro-ph.IM
Primary gamma ray selection in a hybrid timing/imaging Cherenkov array
本文系统地研究了用于混合成像/定时切伦科夫观测的混合重建技术。这种类型的混合阵列将在用于甚高能伽马射线天文学（>30 TeV）的TAIGA伽马观测站实现。其目的是将具有成本效益的定时阵列技术与成像望远镜相结合。这两种技术的混合操作可以导致开发大面积阵列的相对便宜的方式。研究了两种类型的模拟数据的伽马事件选择的联合方法：从望远镜的图像参数，从定时阵列重建的簇射参数。揭示了要组合的成像参数和簇射参数的最佳集合。计算了宇宙线背景抑制因子随距离和能量的变化。最佳的选择技术导致宇宙射线背景抑制约2个数量级的距离高达450米的能量大于50 TeV。
2017-02-24 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.data-an
Extracting gamma-ray information from images with convolutional neural network methods on simulated Cherenkov Telescope Array data
切伦科夫望远镜阵列（CTA）将成为世界领先的地面伽马射线天文台，使我们能够研究宇宙中的高能现象。CTA将产生PB级的巨大数据集，挑战在于找到更好的替代数据分析方法。机器学习算法，如深度学习技术，在这个方向上给出了令人鼓舞的结果。特别是，图像上的卷积神经网络方法已被证明在模式识别中是有效的，并产生可以实现令人满意的预测的数据表示。我们测试使用卷积神经网络来区分信号与背景图像具有高拒绝因素，并提供重建参数的伽马射线事件。该网络的训练和评估人工数据集的图像。结果表明，用模拟数据训练的神经网络可以用于伽马射线信息的提取。这样的网络将帮助我们最好地利用未来几十年的大量真实数据。
2018-10-01 astro-ph.IM
Optimising an Array of Cherenkov Telescopes in Australia for the Detection of TeV Gamma-Ray Transients
本研究评估了基于CTA设计在澳大利亚建设小型切伦科夫望远镜阵列探测TeV伽马射线暂现源的潜力，发现四台MST阵列每年可探测约24个活动星系核耀斑，是暂现源观测的重要补充设施。
2024-06-13 astro-ph.HE astro-ph.IM
Domain-Specific Agents for Cherenkov Telescope Array Control Software and Gamma-Ray Data Analysis
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德意志电子同步辐射研究中心）；JetBrains Limited（JetBrains有限公司）；JetBrains GmbH（JetBrains德国公司）；Jülich Supercomputing Centre（吕贝克超级计算中心）
提出领域自适应的大语言模型智能体，结合上下文知识、自动验证和迭代修正，支持切伦科夫望远镜阵列操作与数据分析，减少人工、提高一致性并加速工作流。
2026-06-25 astro-ph.IM cs.AI
Testing Gamma/Hadron Separation for Ultra-High-Energy Cherenkov Astronomy
针对规划中的甚高能切伦科夫望远镜阵列Dark100的宇宙射线背景排除需求，首次基于模拟数据开展伽马/强子分离研究，分析了CORSIKA强子背景模型的影响。
2025-08-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
A method for determination of gamma-ray direction in space
伽马射线暴（GRB）是来自空间任意方向的短而强的伽玛射线暴。它们的起源仍然是未知的，它们可能来自宇宙学距离，可能是在一个新的黑洞诞生或巨星死亡之后。在这项工作中，Geant模拟的探测器阵列，其目的是确定伽马射线在空间中的方向进行了研究，并开发了一种方法，这种识别。该阵列由三个面向不同方向的二次NaI（Tl）探测器组成，该方法是基于这三个探测器中记录的计数的差异。用这种方法得到的γ射线方向精度可达10 °。这种可以扫描空间三维的阵列形式对于确定伽玛暴的起源至关重要。该阵列还可应用于需要识别伽马射线方向的各种领域。
2012-09-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
LATTES: a novel detector concept for a gamma-ray experiment in the Southern hemisphere
用于跟踪能量源的大阵列望远镜（LATTES）是一种混合EAS阵列探测器阵列的新概念，由电阻板计数器阵列耦合到水切伦科夫探测器组成，计划覆盖从小于100 GeV到100 TeV的伽马射线。这一实验将安装在南美洲的高海拔地区，可以弥补卫星和地面阵列之间灵敏度方面的现有差距。LATTES的低能量阈值、大占空比和宽视场使其成为探测瞬态现象和对可变源进行长期观测的有力工具。此外，鉴于其特点，它将完全补充计划中的切伦科夫望远镜阵列（CTA），因为它将能够发出警报。在这次演讲中，它的主要特点和能力的描述，以及其预期的性能和灵敏度的结果，将被提出。
2018-04-30 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
The ALPACA experiment: The project of the first sub-PeV gamma-ray observation in the southern sky
ALPACA实验是一个旨在首次在南半球观测PeV以下伽马射线的项目。ALPACA的主要目标是通过观测PeV宇宙射线与星际介质相互作用产生的亚PeV π介子衰变伽马射线来识别PeVatron，即银河PeV宇宙射线的加速器。这个新的空气簇射实验位于海拔4,740米的喜马拉雅山中部。Chakartaya在玻利维亚。空气簇射阵列由401个闪烁计数器组成，覆盖83，000 m $^2$表面积。此外，还安装了一个面积为3,700米$^2$的水-切伦科夫型μ子探测器阵列，用于区分伽马射线和背景宇宙射线。原型阵列ALPAQUITA将于2022年开始数据采集，并将于2024年扩展到ALPACA。我们报告的一般介绍ALPACA，该项目的进展情况，和次PeV伽马射线的灵敏度。
2022-08-31 astro-ph.IM
The Monitoring Logging and Alarm System of the ASTRI Mini-Array gamma-ray air-Cherenkov experiment at the Observatorio del Teide
应科院微型阵列是一个在TeV能量范围内的切伦科夫天文学项目。应科院的小型望远镜阵列由九台位于提德天文台（加那利群岛）的切伦科夫大气成像望远镜组成。大型天体物理观测站的运行产生了大量的监测和记录数据。在过去的几年中，已经开发了几种“大数据”技术来处理如此大量的数据，特别是在物联网（IoT）框架中。我们提出的监测，记录和报警（MLA）系统的应科院微型阵列，旨在支持科学数据的分析和改善的望远镜设施的业务活动。MLA系统的设计和构建考虑了来自大数据和物联网的最新软件工具和概念，以应对阵列操作带来的挑战。一个特别的相关性已被赋予满足可靠性，可用性和可维护性的要求，对所有的阵列子系统和辅助设备。系统架构已被设计成随着要被监视的设备的数量以及在分布式日志记录系统中要考虑的软件组件的数量而扩展。
2022-07-13 astro-ph.IM
Air shower reconstruction using HAWC and the Outrigger array
高海拔水切伦科夫（HAWC）伽马射线天文台使用300个水切伦科夫探测器（WCD）探测宇宙和伽马射线引发的TeV能量范围内的空气簇射。为了提高其在最高能量下的灵敏度，HAWC已经升级为围绕HAWC主阵列的345个小WCD（支腿阵列）的稀疏阵列。支腿阵列将HAWC的仪器面积增加了4倍，并自2018年8月开始采集数据。本文提出了一种新的γ射线重建方法，它结合了混合型粒子探测器阵列的数据，改进了空气簇射的重建。在这方面的贡献，我们将展示的第一个结果的HAWC及其支腿阵列的组合空气簇射重建使用蒙特卡罗模拟和第一个组合的实验数据集。
2019-08-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Background rejection method for tens of TeV gamma-ray astronomy applicable to wide angle timing arrays
一个“膝状”近似的切伦科夫光横向分布函数，这是我们以前开发的，现在被用于高能量（数十和数百TeV）伽马射线天文学的背景抑制方法的实际任务。在这项工作中，我们实现这种技术的HiSCORE广角定时阵列组成的切伦科夫光探测器的间距为100米，覆盖0.2公里$^2$目前和5公里$^2$在未来。然而，它可以应用于其他类似的阵列。我们还表明，应用多变量的方法（其中3个参数的膝盖近似），使我们能够达到高水平的背景拒绝，但它强烈依赖于命中检测器的数量。
2017-02-24 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.data-an
Cherenkov telescope array extragalactic survey discovery potential and the impact of axion-like particles and secondary gamma rays
切伦科夫望远镜阵列（CTA）即将进入建设阶段，其主要的关键科学项目之一是进行无偏调查，以寻找河外源。我们利用这两个最新的耀变体伽马射线光度函数和光谱能量分布，以获得预期数量的可探测源计划的CTA天文台的北部和南部阵列。我们发现，一个浅的，广泛的调查约0.5小时，每个视场将导致最高数量的耀变体检测。此外，我们调查的轴子粒子和二次伽马射线传播的宇宙射线上的源计数分布的效果，因为这些过程预测不同的光谱形状从标准河外背景光衰减。在二次伽马射线的情况下，我们通常可以预期更远的物体，而轴子样粒子不会显著改变预期的分布。然而，我们发现，这些结果强烈依赖于假设的磁场强度在传播过程中。我们还为高空水切伦科夫天文台（HAWC）、大型高空空气簇射天文台（LHAASO）提供源计数预测以及混合探测器的新提案。
2017-07-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
A Deep Learning Approach to Improving the Arrival-Direction Accuracy of Gamma-Ray Air-Shower Measurements with the Tibet-III Air-Shower Array
Yokohama National University（横滨国立大学）；Nihon University（日本大学）；Kanagawa University（神奈川大学）；University of Tokyo（东京大学）
针对西藏-III空气簇射阵列的伽马射线到达方向重建，提出将卷积神经网络与传统方法结合，将角分辨率提高约10%-15%，等效于增加150-200个探测器。
2026-10-08 astro-ph.IM
Geomagnetic field and altitude effects on the performance of future IACT arrays
IACT的阵列的性能对观测站的高度和地磁场（GF）敏感。这两种效应在亚TeV γ射线测量中起着重要的作用。我们调查的影响，GF的检测率和能量阈值的五个可能的位置，未来CTA天文台使用蒙特卡罗模拟。我们的结论是，伽玛射线的探测率和阵列的能量阈值可以拟合的线性函数的高度和垂直于簇射轴芯的GF的分量。这些结果可以直接外推用于CTA的任何可能的定位。在本文中，我们还显示了这两个地球物理效应的影响，对图像的淋浴和伽玛/强子分离。
2015-01-13 astro-ph.IM
Cherenkov Telescope Array Status Report
切伦科夫望远镜阵列（CTA）将是下一代地面伽马射线望远镜，使我们能够研究宇宙中的高能现象。CTA的目标是获得比目前实验灵敏度高出10倍的灵敏度，将可获得的伽马射线能量范围从几十GeV扩展到几百TeV。这种增加的伽马射线源灵敏度，以及预期的增强能量和空间分辨率，将允许在一些关键的科学主题令人兴奋的新见解。此外，CTA将通过位于北半球和南半球两个地点的阵列提供全面的天空覆盖。本文将描述CTA的现状，并突出CTA的一些关键科学主题，即相对论宇宙粒子的起源，宇宙学效应对伽马射线传播的研究和湮灭暗物质粒子的搜索。
2017-05-22 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
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
Early attempts at atmospheric simulations for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列（CTA）将是世界上第一个从天体物理现象中探测伽马射线的天文台，目前正处于原型阶段，预计将于2015/16年开始建造。在这项工作中，我们提出了详细的模拟研究，以评估需要进行大气监测的早期尝试的结果。这将包括一些激光雷达分析方法的讨论，以确定距离分辨大气传输轮廓。我们发现，在增加气溶胶密度水平，模拟伽马射线天文数据系统地转移，导致更软的光谱。与激光雷达数据，我们表明，它是可能的，以适应大气传输模型所需的生成查找表，这是用来推断一个伽马射线事件的能量，从而使它能够纠正受影响的数据，否则将被视为不可用。
2014-03-17 astro-ph.IM
Design studies for a multi-TeV gamma-ray telescope array : PeX (PeV eXplorer)
（摘要）本论文提出了一个新的阵列的图像大气切伦科夫望远镜（IACTs）的设计工作，以检测多TeV的伽马射线源。该阵列由5台望远镜组成，呈正方形布局，中央有一台望远镜，称为Pevatron eXplorer或PeX。PeX是一个PeV（10^{15} eV）宇宙射线探测器，旨在研究和发现1至500 TeV范围内的伽马射线源。初始PeX设计受到HEGRA CT系统和H.E.S.S.的影响。配置.多TeV空气簇射的一个重要特征是它们能够在大核心距离（> 400米）触发望远镜。PeX将利用大核心距离事件来提高性能，并说明稀疏阵列用于多TeV伽马射线天文学的可行性。论文的一个重要方面（第六章）是研究一种新的基于时间的图像清洗方法。相机中两个相邻像素中的光子之间的到达时间用于应用额外的切割，这有助于减轻夜空背景。为了说明时间清理切割的鲁棒性，已经考虑了各种水平的夜空背景。这些层次包括：银河平面外，银河平面内和朝向银河中心。最重要的结果是，当存在高水平的夜空背景时，具有时间清理切割的PeX性能改善了结果。对于银河系中心水平的夜空背景，与不使用时间清洁切割相比，当应用时间清洁切割时，在角分辨率、有效面积和品质因数方面有1.5倍的改进。
2014-08-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
Detecting gamma-rays with moderate resolution and large field of view: Particle detector arrays and water Cherenkov technique
本文研究中等分辨率、大视场的地面伽马射线空气簇射探测器（如粒子阵列与WCD），对比成像大气切伦科夫望远镜，分析其连续运行、高占空比等性能特征及当前与未来实验。
2022-11-09 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Performance of the first prototype of the HAWC Gamma Ray Observatory
HAWC伽马射线观测站将在墨西哥普埃布拉的Sierra Negra建造，是一个大型的水切伦科夫探测器阵列，位于海拔4100米处，该探测器阵列已经过优化，用于鉴别TeV能量范围内的初级宇宙射线。它是基于Milagro的经验，但设计已经从一个水池变成了单独的水箱。为了验证大型水箱的设计，在HAWC现场附近建造了一个原型阵列，其中有3个墨西哥最大的商业滚塑塑料水箱。用20 cm半球形光电倍增管对它们进行了测量，并用2 Gsample/s Flash ADC读出。已经测量了单个储罐的性能以及阵列对宇宙射线簇射的响应。在本文中，我们提出的HAWC原型阵列的性能的第一次测量。
2009-12-17 astro-ph.HE astro-ph.IM
Cherenkov Telescope Array: The Next Generation Gamma-ray Observatory
切伦科夫望远镜阵列（CTA）将是下一代伽马射线天文台，研究能量从20 GeV到300 TeV以上的伽马射线和宇宙射线天体物理学。该天文台由位于南半球和北半球的大型大气成像切伦科夫望远镜阵列组成，将提供全天覆盖，并将实现与HESS等现有仪器相比提高一个数量级的灵敏度。魔法与真理CTA预计将发现数百个新的TeV伽马射线源，使其能够显著推进我们对宇宙射线起源的理解，探测宇宙中更大的距离，并在TeV质量范围内以前所未有的灵敏度搜索WIMP暗物质。CTA的开发由来自32个国家的科学家组成的全球联盟进行。联合会的科学家已经制定了CTA的核心科学方案，预计联合会的研究所将提供CTA的大部分组成部分。CTA的建设由CTA天文台监督，该天文台将在未来管理天文台的运营，客座观察员计划和数据传播。本次演讲将回顾CTA的科学动机，重点是形成研究核心计划的关键科学项目。讲座将概述CTA的设计，包括科学驱动因素，整体概念，性能优化和阵列布局。CTA的现状，包括网站，原型望远镜的进展，并向前迈进的步骤也将被描述。
2017-09-15 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Exploring deep learning as an event classification method for the Cherenkov Telescope Array
基于成像大气切伦科夫技术的望远镜探测伽马射线和宇宙射线在被大气吸收时产生的大气簇射的图像。在寻找伽马射线源时，更频繁的宇宙射线事件形成了主要背景，因此IACT的灵敏度在很大程度上取决于区分这两种类型事件的能力。监督学习算法，如随机森林和提升决策树，已被证明可以有效地对IACT事件进行分类。在这篇文章中，我们介绍了使用深度学习作为切伦科夫望远镜阵列（CTA）事件分类方法的探索性工作的结果。CTA被设想为数十个IACT的阵列，是下一代地基伽马射线观测站的国际项目，旨在将当前一代实验的灵敏度提高一个数量级，并提供从20 GeV到300 TeV以上的能量覆盖。
2017-09-18 astro-ph.IM
Performance of the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列（CTA）将是世界上最大和迄今为止最灵敏的高能伽马射线观测站。它将能够以前所未有的能量和方向精度探测来自极微弱源的伽马射线，能量范围从20 GeV到300 TeV以上。来自详细的蒙特卡罗模拟的未来CTA观测台的性能在这两个CTA网站在帕拉纳尔（智利）和拉帕尔马岛（西班牙）的贡献。
2017-09-26 astro-ph.IM
Future Space-based Gamma-ray Pulsar Timing Arrays
Naval Research Laboratory（海军研究实验室）；University of Maryland（马里兰大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；Center for Research and Exploration in Space Science and Technology, NASA/GSFC（NASA/GSFC空间科学与技术探索研究中心）；National Academy of Sciences（美国国家科学院）；New Mexico Institute of Mining and Technology（新墨西哥矿业与技术学院）
本文提出利用伽马射线脉冲星定时阵列探测nHz重力波，通过模拟MSPs光谱预测其伽马射线特性，验证了GeV带概念在重力波灵敏度和探测能力上的优势。
2025-12-17 astro-ph.HE astro-ph.IM
Application of pattern spectra and convolutional neural networks to the analysis of simulated Cherenkov Telescope Array data
切伦科夫望远镜阵列（CTA）将成为下一代伽马射线天文台，并将成为未来十年甚高能天文学的主要全球仪器，其通量灵敏度比当前一代伽马射线望远镜高5 - 10倍。每台望远镜将通过捕获地面上的诱发切伦科夫发射，提供伽马射线诱发粒子簇射的快照。对这些事件的模拟提供了图像，这些图像可以用作卷积神经网络（CNN）的训练数据，以确定初始伽马射线的能量。与其他最先进的算法相比，基于CNN的分析有望进一步提高CTA的性能。模式谱是用于图像分类的常用工具，并且提供包括图像的各种对象的形状和尺寸的分布。在模式光谱上使用相对较浅的CNN将利用模式光谱的2D性质，自动选择图像内相关特征的组合。在这项工作中，我们从模拟的伽马射线事件中生成模式谱，而不是使用原始图像本身，以便训练我们的CNN进行能量重建。这与过去尝试的其他相关学习和特征选择方法不同。因此，我们的目标是获得一个显着更快，更少的计算密集型算法，以最小的性能损失。
2021-08-02 astro-ph.IM
The ASTRI Mini-Array: in the search for hidden Pevatrons
尽管近年来在理论和实验上做了大量的努力，关于宇宙射线起源的三个基本问题仍然没有明确的答案：它们的来源是什么，它们如何加速，它们如何传播？伽马射线天文学在这一领域发挥着重要作用。相对论质子和电子都可以通过不同的过程发射出伽马射线带，但只有探测到强子伽马射线发射才能探测到宇宙射线的加速。特别是，由于克莱因-西名在最高能量下抑制了逆康普顿辐射，探测到100 TeV以上的伽马射线辐射有望为PeV强子的加速提供有力的证据。然而，LHAASO合作发表的最新结果显示，存在几个可能与PWNe有关的PeV源，众所周知的轻子工厂（例如蟹状星云）。因此，在PeV能量下的伽马射线探测可能不再是强子加速的最终证据。然而，LHAASO有限的角分辨率使得关联不确定，需要更详细和更深入的研究。在这方面，应科院的微型阵列以其前所未有的灵敏度和E>10 TeV的角分辨率，不仅可以扩展候选宇宙线工厂的伽马射线谱，还可以帮助区分PWNe和其他LHAASO源的发射区域，从而揭示最高能量发射的本质。
2023-02-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
A search for radio afterglows from gamma-ray bursts with the Australian Square Kilometre Array Pathfinder
我们提出了一个搜索无线电余辉从长伽马射线暴使用澳大利亚平方公里阵列探路者（ASKAP）。我们的搜索使用了快速ASKAP连续巡天，覆盖了$+41^\circ$以南的整个天球，以及变星和慢瞬变先导巡天（第一阶段）的三个历元，每个历元覆盖了$\sim 5,000$平方度。我们从这些调查中使用的观察结果跨越了从2019年4月21日到2020年1月11日的九个月。我们将这些调查中发现的射电源与2004年后发生的779个定位良好的（$\leq 15''$）长伽马射线暴交叉匹配，并通过光学图像分析确定这些关联是否更可能与余辉或宿主有关。在我们的搜索中，我们发现了一个与GRB 171205 A相关的无线电余辉候选者，GRB 171205 A是一个局部低光度的伽马射线暴，与超新星SN 2017iuk对应，在爆发后511天的ASKAP观测中。我们证实了这一检测与进一步的观测无线电余辉使用澳大利亚望远镜紧凑阵列在859天和884天后爆发。将这些数据与早期无线电观测的档案数据相结合，我们表明，仅无线电频谱能量分布的演变就可以揭示爆发的风状环爆介质的清晰特征。最后，我们推导出半解析估计的微物理冲击参数的爆发：电子幂律指数$p = 2.84$，归一化风密度参数$A_* = 3$，部分能量的电子$ε_{e} = 0.3$，和部分能量的磁场$ε_{B} = 0.0002$。
2021-03-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
Performance of the Mechanical Structure of the SST-2M GCT Proposed for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列（CTA）联盟旨在创建下一代甚高能伽马射线天文台。它将致力于观测从20 GeV到300 TeV的宽能量带的伽马射线。三个不同的类别，大型，中型和小型望远镜，预计分别覆盖低，中，高能量区域。小尺寸望远镜（SST）的能量范围从1 TeV扩展到300 TeV。其中，伽马射线切伦科夫望远镜（GCT），一个望远镜的基础上Schwarzschild-Couder双镜光学设计，是一个正在建设的原型提出的SST子阵列的CTA。本文重点介绍了GCT的机械结构。它报告了机械设计的最新进展，并在CTA规范的背景下对此进行了讨论。本文还介绍了在法国巴黎天文台上组装和安装GCT光机样机的最新进展。
2015-08-26 astro-ph.IM
Feasibility of VHE gamma ray detection by an array of imaging atmospheric Cherenkov telescopes using the fluorescence technique
在过去的20年里，天体粒子物理学的新技术得到了发展，提供了对电磁波谱最高端的访问。已经表明，一些源发射光子的能量接近100 TeV。然而，这些光子的通量非常低，需要新的探测技术来提高能量。一项新技术将使用新一代切伦科夫望远镜，即，Cherenkov望远镜阵列（CTA）被提议进一步推动能源前沿。它是基于探测广泛的空气簇射中发出的荧光辐射，这是一种成功用于超高能宇宙射线实验的方法，如皮埃尔俄歇天文台。它将补充标准的大气层切伦科夫成像技术，只需对目前正在为CTA开发的硬件进行微小修改，并且在其计划运行期间不会产生大量额外费用。
2015-08-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
Gammapy - A Python package for γ-ray astronomy
在过去的十年中，成像大气切伦科夫望远镜阵列，如H.E.S.S.，MAGIC、VERITAS以及费米-LAT太空望远镜首次为我们提供了伽马射线宇宙的详细图像和光谱。目前，伽马射线社区正在准备建造下一代切伦科夫望远镜阵列（CTA），它将作为一个开放的天文台运行。Gammappy（可在https://github.com/gammapy/gammapy上以开源BSD许可证获得）是一个新的正在开发的Astropy附属软件包，用于天文伽马射线数据的高级分析和模拟。它建立在科学Python堆栈（Numpy，Scipy，matplotlib和scikit-image）上，并利用其他开源天文学软件包，如Astropy，Sherpa和Naima，为伽马射线天文学家提供一套灵活的工具。我们概述了当前的Gammapy功能，并对真实和模拟的伽马射线数据集进行了示例分析。我们希望Gammapy成为一个社区开发的项目，并成为对伽马射线天文学感兴趣的科学家与Python合作的地方。欢迎捐款！
2015-10-06 astro-ph.IM
Signal-background separation and energy reconstruction of gamma rays using pattern spectra and convolutional neural networks for the Small-Sized Telescopes of the Cherenkov Telescope Array
本文提出用模式谱作为CNN输入，对CTA小型望远镜进行伽马射线信号-背景分离与能量重建，计算成本降低约三倍，但性能不及直接基于CTA图像的方法，表明CTA图像含有模式谱未捕捉的额外信息。
2023-11-30 astro-ph.HE astro-ph.IM
Gamma-rays Associated with Nearby Thunderstorms at Ground Level
TGF和能量雷暴屋顶阵列（TETRA）是位于路易斯安那州巴吞鲁日路易斯安那州立大学校园屋顶的碘化钠辐射器阵列。从2010年7月到2014年3月，TETRA探测到了与附近（< 8公里）雷暴相关的能量为50 keV - 2 MeV的伽马射线爆发，持续时间为28毫秒。从近源观测地面地面伽马闪光的能力允许对产生这些事件的风暴单体进行独特的分析。将介绍初步分析的结果。
2014-08-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
Schwarzschild-Couder Telescope for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列（CTA）是伽马射线天文学的下一个主要地面观测站。利用CTA，将在几十GeV至100 TeV的极高能量伽马射线范围内研究伽马射线源，其灵敏度比当前一代仪器高出10倍。我们讨论了拟议中的美国CTA的贡献，包括成像大气切伦科夫望远镜与Schwarzschild-Couder（SC）光学。SC望远镜的主要特点是8度的宽视场，一个精细像素化的相机，硅光电倍增器作为光子探测器，以及一个紧凑和节能的1 GS/s读出。本文讨论了光学系统和相机的发展。
2014-07-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
Performance of the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列（CTA）预计将成为迄今为止最大和最灵敏的观测能量范围从20 GeV到300 TeV以上的极高能伽马射线的天文台。CTA将能够以前所未有的能量和方向精度探测来自极微弱源的伽马射线。来自详细的蒙特卡罗模拟的未来天文台的性能在这两个CTA网站位于拉帕尔马岛（西班牙）和附近的帕拉纳尔（智利）的贡献。这包括评估CTA对指向不同高度的观测的灵敏度，以及在更高的夜空背景光水平下的操作。
2019-07-17 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
The Real Time Analysis framework of the Cherenkov Telescope Array's Large-Sized Telescope
本文介绍了CTAO大型望远镜LST-1的实时分析框架，重点提出事件重建与背景抑制新算法，以实现对伽马射线暴等瞬变源的快速识别与后续观测，并探讨其在未来ACADA系统中的集成。
2023-09-20 astro-ph.IM hep-ex
HAWC Upgrade with a Sparse Outrigger Array
高海拔水切伦科夫（HAWC）高能伽马射线观测站最近在墨西哥中部的Sierra Negra火山斜坡上完成。HAWC由300个水切伦科夫探测器组成，每个探测器包含180 m2 $^3$超纯水，覆盖总表面积为20，000 m2 $^2$。它探测和重建能量范围在100 GeV到100 TeV的宇宙射线和伽马射线簇射。最高能量伽马的HAWC触发器达到10 $^5$ m $^2$的有效面积，但它们中的许多被很差地重建，因为簇射核落在阵列之外。可以用小水切伦科夫探测器的稀疏支腿阵列来进行升级，该升级将10 TeV以上的良好重建的簇射的当前分数增加3-4倍，该稀疏支腿阵列精确定位核心位置，并且由此提高重建簇射的角分辨率。这样的支腿阵列将是大约200个2.5 m $^3$的小型水切伦科夫探测器，放置在比HAWC大四倍的区域上。正在进行详细的模拟以优化布局。
2015-09-14 astro-ph.HE astro-ph.IM
Search for PeVatrons at the Galactic Center using a radio air-shower array at the South Pole
南极是冰立方中微子天文台的所在地，它对银河系中心有一个完整的、全天候的曝光。因此，它是寻找来自银河系中心的PeV能量的伽马射线的理想位置。然而，由于银河系中心海拔较低，使用宇宙射线粒子探测器很难探测到这些伽马射线引发的空气簇射。在这种情况下，使用天线来测量这些空气簇射的无线电足迹将有所帮助，并将允许24/7的操作时间。到目前为止，无线电技术只探测到能量远高于10 PeV的空气簇射。因此，为了探测PeV能量的伽马射线簇射，必须降低能量阈值。这可以通过优化频带以获得更高水平的信噪比来实现。通过这种方法，可以在南极测量具有高倾角的PeV伽马射线簇射。
2021-05-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
Gamma-ray astronomy from the ground -- future perspectives
本文探讨了地面伽马射线天文学未来的发展方向，分析了现有和新项目的技术进展及科学意义。
2025-12-03 astro-ph.HE astro-ph.IM
The 511-CAM Mission: A Pointed 511 keV Gamma-Ray Telescope with a Focal Plane Detector Made of Stacked Transition Edge Sensor Microcalorimeter Arrays
提出 511-CAM 伽马射线望远镜概念，结合聚焦光学与堆叠 TES 微量热计阵列，实现 390 eV 能量分辨率，性能提升 11 倍，助力识别 511 keV 发射起源。
2023-09-12 astro-ph.IM hep-ex
