Radio detection of cosmic rays in the Pierre Auger Observatory
在CODALEMA和LOPES等小规模实验中，对宇宙射线的无线电探测显示了其作为测量最高能量宇宙射线的技术的潜力。无线电探测承诺测量高占空比，允许方向重建非常好的角分辨率，并提供补充信息的能量和性质的宇宙射线原色相对于粒子探测器在地面和荧光望远镜。在Pierre Auger天文台内，我们解决了大规模无线电探测技术应用的技术和科学挑战。在这里，我们报告了到目前为止使用南俄歇站获得的结果，以及覆盖面积约为20平方公里的射电探测器工程阵列的计划。
2009-06-26 astro-ph.IM
Science with the Global Cosmic-ray Observatory (GCOS)
本文阐述拟议的GCOS大型观测台的科学目标、设计构想与能力，旨在以更大孔径研究超高能宇宙线、光子和中微子并追溯其来源。
2023-09-29 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Cosmic Ray Extremely Distributed Observatory: Status and perspectives of a global cosmic ray detection framework
宇宙射线极端分布式天文台（CREDO）是一个致力于全球研究超出现有探测器和天文台能力的极端扩展宇宙射线现象（宇宙射线系综（CRE））的项目。到目前为止，宇宙射线研究一直集中在探测单个空气簇射，而寻找可能遍布地球相当大一部分的宇宙射线集合，则是一个科学上的未知领域。CREDO的关键思想是将现有的宇宙射线探测器（大型专业阵列、教育仪器、个人探测器，如智能手机等）这是一个全球性的网络，可以进行全球性的分析。CREDO的第二个目标涉及大量的参与者（公民科学！），确保探测器的地理分布，并管理处理大量数据所需的人力，以寻找宇宙射线系综的证据。本文介绍了该项目的现状和前景。
2019-08-19 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
The scaler mode in the Pierre Auger Observatory to study heliospheric modulation of cosmic rays
太阳活动对日球层的影响对到达地球的低能银河宇宙射线通量的调制有很大的影响。几十年来，不同的仪器，如中子监测器或μ子探测器，一直在记录地面宇宙射线通量的变化。虽然皮埃尔·俄歇天文台的设计是为了观测最高能量的宇宙射线，但它也记录了低能次级粒子的计数率（定标模式），用于其表面探测器阵列的自我校准。从皮埃尔·俄歇天文台使用定标器模式的观测中，已经观察到由于太阳瞬态活动引起的银河系宇宙射线的调制（例如，Forbush下降）。由于来自其探测器的组合面积的高总计数率，皮埃尔俄歇天文台（其探测器的总面积大于$16\,000$\，m $^2$）检测到$\sim 10^8$\数量级的次级粒子通量，每分钟计数。与日光层活动有关的宇宙线通量的时间变化可以高精度地确定。在本文中，我们简要地描述了定标器模式，并分析了一个福布什减少连同行星际日冕物质抛射，起源于它。俄歇定标器的数据现已公开。
2012-04-27 astro-ph.IM astro-ph.SR
Photons in the science of the Pierre Auger Observatory
本文讨论了皮埃尔俄歇天文台的观测与光子之间的联系。介绍了三个病例：在超高能宇宙射线辐射中寻找光子，宇宙射线传播中光子背景的影响以及宇宙加速器周围环境光子场的作用。
2019-10-07 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Telescope Array Radar (TARA) Observatory for Ultra-High Energy Cosmic Rays
2013年夏季，望远镜阵列雷达（TARA）超高能宇宙射线（UHECR）双基地雷达观测站的建设完成。TARA与望远镜阵列位于犹他州西部，是北半球最大的“传统”宇宙射线探测器。TARA采用了一个8兆瓦的有效辐射功率（ERP）VHF发射机和智能接收机系统的基础上，250 MS/s的数据采集系统，在努力检测由UHECR引起的大气电离的探测辐射的散射。TARA试图证明双基地雷达是一种有用的新遥感技术，用于UHECR，将其探测孔径扩展到远远超出常规手段的范围。在这份报告中，我们描述了TARA发射机和接收机系统的设计和性能。
2014-09-11 astro-ph.IM
EUSO-SPB2: A sub-orbital cosmic ray and neutrino multi-messenger pathfinder observatory
下一代超高能宇宙射线（UHECR）和甚高能中微子观测站将解决这些粒子在最高能量下极低通量的挑战。EUSO-SPB 2（超高压望远镜上的极端宇宙空间观测站2）旨在为应对这一挑战的空间任务做准备。EUSO-SPB 2配备了两个望远镜：荧光望远镜，它将指向下方并测量能量超过2 EeV的UHECR空气簇射的荧光发射，以及切伦科夫望远镜（CT），它将指向地球边缘并测量能量超过1 PeV的宇宙射线的直接切伦科夫发射，以验证该技术。CT位于边缘下方，将搜索由中微子源的τ轻子衰变产生的切伦科夫发射，能量超过10 PeV，并研究此类事件的背景。EUSO-SPB 2飞行任务将在建立天基多信使观测站的道路上提供开创性的观测和技术里程碑。
2023-01-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Measurement of the chemical composition of the ultra-high-energy cosmic rays with the Pierre Auger Observatory
皮埃尔·俄歇天文台通过两种独立的探测技术推断出超高能宇宙射线的化学成分。荧光探测器（FD）测量高能空气簇射的纵向轮廓，并可确定簇射最大值$X_{max}$的深度，该深度对初级宇宙射线的化学成分敏感。此外，表面探测器（SD）的测量提供了基于μ子簇射分量的独立实验观测值，以分析化学成分。我们提出的$X_{max}$分布和质量组成的FD和SD的能量$E \geq 10^{18}$ \，eV的测量结果。根据不同的强子相互作用模型的质子和铁原色的预期的数据将进行比较。
2015-01-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
Ultrahigh-energy cosmic rays
超高能宇宙射线（UHECR）从宇宙中能量最高的天体物理加速器到达地球。它们与高层大气中的原子碰撞，能量比任何人造加速器高出10倍，并产生巨大的次级粒子级联，称为广泛的空气簇射（EAS）。通过在大面积上散布粒子探测器来记录次级粒子的相互作用，可以探测到大范围的空气簇射。皮埃尔·俄歇天文台的设计目的是利用地面阵列提供的信息，测量地面次级粒子的横向分布，以及荧光望远镜提供的信息，观测EAS电磁分量的纵向剖面，以调查UHECR的起源和性质，从而提供增强的重建能力。在这篇文章中，将回顾理解UHECRs物理的现状和前景，重点是由于皮埃尔俄歇天文台的测量所取得的进展。皮埃尔·俄歇天文台收集的超高能宇宙射线数据的物理结果开辟了新的视角，并促使天文台AugerPrime升级，其主要特点也被介绍。
2018-12-17 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Cosmic Ray Extremely Distributed Observatory: a global network of detectors to probe contemporary physics mysteries
在过去的几年里，超过GZK截止值（$E > 5 \times 10^{19}$ eV）的宇宙射线已经被皮埃尔俄歇天文台等领先的合作机构探测到。这样的观察提出了许多问题，如如何获得这样的能量，以及什么来源可能产生它们。虽然在较低的能量下，超新星前锋冲击中的费米加速机制似乎是有利的，但自上而下的方案已经被提出来解释超高能宇宙射线的存在：早期宇宙中产生的超大质量长寿命粒子的衰变可能产生超高能光子流。这样的光子目前可能正在产生所谓的超级预辐射，一种扩展的宇宙射线簇射，其空间分布可以与地球直径一样宽。宇宙射线极端分布观测站（CREDO）的任务是通过分布在全球的探测器网络来发现这类事件。CREDO的战略是将现有的探测器连接起来，建立一个世界范围的宇宙射线观测站网络。此外，公民科学是我们方法的一个重要支柱。通过帮助我们的算法识别检测模式，并将智能手机用作单独的宇宙射线探测器，非科学家可以参与科学发现，并帮助解开物理学中一些最深层次的谜团。
2018-10-29 astro-ph.IM
Cosmic-Ray Extremely Distributed Observatory: a global cosmic ray detection framework
宇宙射线极端分布观测站的主要目标是利用现有的和新的基础设施（宇宙射线观测站、教育探测器、单探测器等）探测和分析扩展宇宙射线现象，即所谓的超级预辐射（SPS）。与目前侧重于探测单个宇宙射线事件的最新分析相比，由空间站探测器启动的对宇宙射线事件集合的搜索仍然是一个未触及的领域。SPS的理论解释可以在经典的（例如，光子-光子相互作用）或外来的（例如，超重暗物质衰变或湮灭）的情况下，因此，SPS的检测将提供粒子物理学，高能天体物理学和宇宙学的更好的理解。宇宙射线系综可以根据构成系综的粒子的空间和时间范围进行分类。某些类别的SPS预测有巨大的空间分布，一个独特的签名检测只有全球规模的设施。由于开发和调试一个具有这种要求的全新设施在经济上是不必要的，而且是耗时的，因此，当所有类型的现有探测器合并成一个全球网络时，全球分析目标是可以实现的。使用操作中的仪器的想法是基于一种新的触发算法：在寻找同时接收信号的相邻表面探测器的同时，还应该寻找聚集在一个小的时间窗口中的空间隔离站。
2018-01-12 astro-ph.IM
Data Acquisition System for a Distributed Smartphone Cosmic Ray Observatory
由数百万个独立、连接的远程设备组成的全球网络构成的科学仪器带来了独特的数据采集挑战。我们描述了一个移动应用程序的软件设计，该应用程序从智能手机摄像头收集数据，而不会使手机的CPU或电池负担过重。部署的软件自动校准到异构硬件目标，以提高质量和管理数据传输速率，并连接到基于云的数据采集系统，该系统可以管理和优化网络的运行。
2021-08-10 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
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
A communication solution for portable detectors of the Cosmic Ray Extremely Distributed Observatory
寻找宇宙射线团（CRE），即可能分布在非常大的区域，甚至是行星大小的区域内的相关宇宙射线组，需要一个全球分布和密集的探测器网络，正如宇宙射线极端分布观测站（CREDO）合作组织所建议的那样。这一提议促使人们努力探索在一个系统内使用甚至非常多样化的检测技术的潜力，检测单元甚至位于难以到达的地方，尽管如此，传感器可以独立工作-无需人工干预。出于这些原因，我们开发了一种专用的通信解决方案，可以在一系列环境中连接许多不同类型的探测器。所提出的数据传输系统使用无线电波作为169 MHz频带上的信息载体，这与物联网系统中典型的商业使用频率（868 MHz）形成对比。系统内的连接基于星型拓扑结构，这确保了最低的能耗。该解决方案目前正在准备使用基于CosmicWatch开放硬件设计的原型探测系统来实施：一种便携式、口袋大小和经济型的粒子探测器，使用闪烁技术。我们的原型探测器配备了专用软件，可将其与已运行的CREDO服务器系统集成。
2019-09-04 astro-ph.IM
Air Shower Observation by a Simple Structured Fresnel lens Telescope with Single Pixel for the Next Generation of Ultra-High Energy Cosmic Ray Observatory
为了弄清超高能宇宙射线（UHECR）的起源，需要改进统计和对质量组成敏感的观测。由于通量小，未来将不可避免地扩大UHECR观测站;然而，升级目前使用的探测器将是昂贵的。因此，我们正在开发一种新的荧光探测器用于UHECR观测。建议的荧光探测器，称为宇宙射线空气荧光菲涅尔透镜望远镜（CRAFFT），具有非常简单的结构，可以观察到的空气簇射的纵向发展。此外，CRAFFT有可能大大降低为UHECR研究建立一个大型观测站的成本。我们在望远镜阵列现场部署了四个CRAFFT探测器，并进行了测试观测。我们已经成功地观察到10个空气簇射事件使用CRAFFT。因此，CRAFFT可以成为实现下一代UHECR观测站的解决方案。
2019-03-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
Public engagement as a scientific tool to implement multi-messenger strategies with the Cosmic-Ray Extremely Distributed Observatory
宇宙射线极端分布式观测站（CREDO）利用从深空寻找粒子级联作为一种独特的“自下而上”的科学研究方法的载体。通过让所有年龄段的非专业公众作为“公民科学家”参与进来，我们为个人的终身学习以及机构之间的合作和共享共同教育工具创造了机会。这些公民科学家的发现将直接投入到以宇宙射线团（CRE）为导向的开创性新科学研究领域。这些粒子群的探测（或未探测）有望为探索我们的宇宙开辟一种新的方法，并在多信使阶段开辟一条面向天文和地理调查的新渠道。这将为跨学科研究创造的机会对个人、机构网络以及专业科学家和科学爱好者的全球社区都是重要和有益的。
2019-08-26 astro-ph.IM
The Radar Echo Telescope for Cosmic Rays: Pathfinder Experiment for a Next-Generation Neutrino Observatory
宇宙射线雷达回波望远镜（RET-CR）是最近启动的一项实验，旨在通过冰内雷达探测宇宙射线引发的空气簇射的冰内级联，以实现全面的下一代实验的目标，以探测极地冰中的超高能中微子。对于初级能量大于10 PeV的宇宙射线，大约10%的空气簇射能量到达高海拔冰盖（$\gtrsim$ 2 km）的表面，集中在大约10 cm的半径内。这个穿透性的簇射核心产生了比前面的空气中的级联密度大许多数量级的冰中级联。这种密集的级联可以通过雷达回波技术检测到，其中发射的无线电被级联尾流中留下的电离沉积物反射。RET-CR将在自然界中测试雷达回波方法，用宇宙射线引发的空气簇射的冰内级联作为测试光束。我们提出了预测的事件率和灵敏度的基础上，使用CORSIKA，GEANT 4，和RadioScatter的三部分模拟。RET-CR预计每天有$\sim$ 1次雷达回波事件。
2022-01-03 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Search for Ultra-High Energy Photons with the Pierre Auger Observatory
皮埃尔俄歇天文台的主要科学目标之一是寻找超高能光子。这种光子可能起源于高能宇宙射线核与宇宙微波背景的相互作用（所谓的宇宙成因光子），也可能起源于奇异的场景，例如假设某些假设的超大质量粒子的产生和衰变。后一类模型意味着地球上相对较大的超高能光子通量，而前者涉及宇宙射线核与微波背景的相互作用-恰恰相反：非常小的分数。对皮埃尔·俄歇天文台迄今收集的数据的研究导致对超高能光子通量进行了非常严格的限制：低于大多数奇异模型的预测，接近宇宙起源光子的预测通量。本文总结了这些研究的现状和进一步研究的前景。
2018-05-07 astro-ph.IM
A Commensal Radio-Only Cosmic Ray Detector at the Owens Valley Radio Observatory Long Wavelength Array
Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；Owens Valley Radio Observatory, California Institute of Technology（加州理工学院欧文斯谷射电天文台）；Cahill Center for Astronomy and Astrophysics, California Institute of Technology（加州理工学院凯尔天文学与天体物理学中心）；School of Earth and Space Exploration, Arizona State University（亚利桑那州立大学地球与空间探索学院）；Center for Solar-Terrestrial Research, New Jersey Institute of Technology（新泽西理工大学太阳-地球研究）
该研究提出一种无需外部触发的宇宙射线探测系统，利用长波长阵列的无线电信号检测高能宇宙射线，克服人为无线电频率干扰问题。
2026-03-13 astro-ph.IM
A Bayesian self-clustering analysis of the highest energy cosmic rays detected by the Pierre Auger Observatory
宇宙射线（CR）是流入太阳系并到达地球的质子和原子核，能量高达~10^21 eV。E >~ 10^19 eV的超高能宇宙射线（UHECR）的来源仍然未知，尽管有理论上的理由认为至少有一些来自活动星系核（AGN）。评估不同假设的一种方法是通过分析UHECR的到达方向，特别是它们的自聚类。我们已经开发了一个完全贝叶斯方法来分析球上的点的自聚类，我们将其应用于UHECR到达方向。该分析是基于一个多步骤的方法，使贝叶斯模型比较的情况下，弱先验信息的应用程序。我们已经将这种方法应用于皮埃尔俄歇天文台（PAO）记录的69个最高能量事件，这是目前最大的UHECR数据集。我们没有检测到自聚，但模拟表明，这是一致的活动星系核来源的模型，为这个规模的数据集。几百个UHECR的数据集足以检测活动星系核模型中的聚集。预计今后的实验，如日本实验舱极端宇宙空间观测站（JEM-EUSO）将产生这种量级的样品。
2014-08-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
Highlights from the Pierre Auger Observatory
本文总结了皮埃尔·奥格天文台第一阶段对超高能宇宙射线的能谱、成分和方向各向异性的测量结果，并介绍了AugerPrime升级进展，为理解宇宙射线现象奠定基础。
2023-12-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
We are all the Cosmic-Ray Extremely Distributed Observatory
宇宙射线极端分布式观测站（CREDO）是全球分析极端扩展宇宙射线现象的基础设施，即所谓的超级预辐射，超出了现有的离散探测器和观测站的能力。迄今为止，宇宙射线研究一直集中在探测单个空气簇射，而寻找由超级预辐射引起的宇宙射线事件的集合是一个科学未知领域- CREDO探索了这个未知领域。对超级预爆源的积极探测将对超高能天体物理学、宇宙学和基本粒子相互作用物理学产生影响，因为它们理论上可以在经典（光子-光子相互作用）和奇异（超重暗物质粒子衰变和相互作用）场景中形成。据预测，一些超级预辐射体具有显著的空间范围--这是一种独特的特征，只有在现有的宇宙射线基础设施作为全球网络的情况下才能检测到。一个明显的（尽管尚未探测到的）超级预散射“检测极限”将位于由紧密准直粒子组成的超级预散射引起的空气簇射和由粒子分布如此广泛以至于只有极少数粒子组成的超级预散射之间的某个地方。他们可以到达地球。CREDO将探测这一探测极限，从而观察到一种尚未看到的物理现象，或者为限制基本物理模型的大型外星级联的存在设定上限。虽然CREDO的重点是在接近大统一理论的能量范围内测试物理学，但更广泛的现象预计将由能量范围从GeV到ZeV的粒子组成。这促使我们在天体粒子物理学界宣传这一概念。
2018-01-12 astro-ph.IM
The Simons Observatory: A fully remote controlled calibration system with a sparse wire grid for cosmic microwave background telescopes
本文开发了一种带有稀疏线栅的全遥控校准系统，通过电动执行器、电机及监测传感器实现探测器偏振角的定期校准，预期系统误差为0.08度，将应用于Simons Observatory的小孔径望远镜。
2023-09-05 astro-ph.IM
GCOS -- The Global Cosmic Ray Observatory
大自然正在提供能量超过100 EeV的粒子。它们的存在带来了直接的问题：它们是在极端天体物理环境中加速的普通粒子，还是超重暗物质或其他奇异物体的湮灭或衰变产物？如果粒子在极端的天体物理环境中被加速，它们的来源是否与高能中微子、伽马射线和/或引力波有关，比如最近观察到的致密天体合并？粒子也可以用来研究极端能量下的物理过程;洛伦兹不变性仍然有效吗？粒子之间的相互作用是按照标准模型进行的，还是有新的物理过程？这些粒子可以用来研究运动学正向的强子相互作用（QCD）;质心能量为$\sqrt{s} > 100$ TeV的质子的横截面是多少？这些问题目前由望远镜阵列和皮埃尔俄歇天文台等装置解决。2030年后，将需要一个下一代天文台来研究自然界中最高能量粒子的物理和性质，以现有天文台获得的知识为基础。它的孔径应该至少比现有的天文台大一个数量级。最近，来自世界各地的200多名科学家聚集在一起，讨论2030年以后多信使天体粒子物理学领域的未来。讨论了全球宇宙线观测站（GCOS）探测概念的物理情况和可能设想。将简要介绍集思广益研讨会期间讨论的主要成果。
2022-03-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
A cosmic microscope to probe the Universe from Present to Cosmic Dawn - dual-element low-frequency space VLBI observatory
一项名为宇宙显微镜的天基甚长基线干涉测量（VLBI）计划被提议涉及空间中的双VLBI望远镜与巨型地面望远镜（例如，Square Kilometer Array，FAST，Arecibo）对低射频宇宙进行成像，目的是解开宇宙组成部分的紧凑结构，包括超大质量黑洞和双星、双星、天文微波激射器和潜在源，以及系外行星等。工作频段为30、74、330和1670 MHz，支持广泛的科学领域。该飞行任务计划向2，000公里x90，000公里的椭圆轨道发射两个30米直径的射电望远镜。这两台望远镜可以灵活地以多种模式工作：（i）空间-地面VLBI。最大空间-地面基线长度约为100，000公里;它提供了高动态范围成像能力，在低频（1.67千兆赫时为0.4质量，30兆赫时为20质量）具有前所未有的高分辨率，从而能够研究系外行星和超大质量黑洞双星（发射纳赫兹引力波）; ㈡空间-空间单基线甚长基线干涉测量法。这一独特的基线使得能够探测燃烧的氢氧脉泽，并在毫角秒水平上更精确地测量氢氧脉泽和无线电瞬变的位置;（iii）单碟模式，其中每个望远镜可用于监测瞬变脉冲并快速触发后续VLBI观测。大型空间望远镜还将有助于测量和限制再电离时代的总角功率谱。简而言之，宇宙显微镜为天文学家提供了进行新颖的前沿科学的机会。
2019-01-23 astro-ph.IM
Science and Detectors of the Pierre Auger Observatory
宇宙射线的高能谱呈现出三个不同的特征，第二膝、踝和GZK截止，因此，对宇宙射线的透彻理解包括对这三个特征的研究。它位于第二个膝盖-脚踝区域，宇宙射线源从银河系起源变为河外起源。在较高的截止能量下，到达方向表现出与河外近区天空相关的各向异性。皮埃尔俄歇天文台目前的设计是通过以前所未有的精度进行光谱和成分测量来帮助解开这些特征。在第二个膝盖-脚踝区域的初级粒子类型将被研究与荧光望远镜和μ子计数器给出的空气簇射纵向剖面和μ子内容，分别。
2010-04-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
The IceCube Neutrino Observatory V: Future Developments
IceCube天文台的拟议改进。2011年在北京举行的第32届国际宇宙线会议上提交了论文。
2011-11-11 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
LOFT: the Large Observatory for X-ray Timing
LOFT是大型X射线计时观测站，2011年2月被欧洲航天局（ESA）选为宇宙视野计划的四个中型任务概念之一，该计划将在21世纪20年代初竞争发射机会。LOFT将在X射线波段（2-80 keV）对致密天体进行高时间分辨率（10 μs）和光谱观测（<260 eV），由于其10平方米的有效面积，其吞吐量前所未有。LOFT将解决宇宙视觉主题“极端条件下的物质”的基本问题：紧凑物体的基本状态方程是什么？在事件视界附近运行的物质是否遵循广义相对论的预测？
2012-10-08 astro-ph.IM
The LOFT (Large Observatory for X-ray Timing) background simulations
X射线定时大型观测站（LOFT）是欧空局M3宇宙愿景呼叫框架内评估阶段选定的一项创新性中等飞行任务。LOFT的目的是回答关于物质在致密物体周围非常强的引力和磁场中的行为的基本问题。LOFT的有效面积约为10平方米，能够测量X射线通量和光谱的快速变化。充分了解在轨背景环境对于评估飞行任务的科学性能和优化仪器设计至关重要。对背景的两个主要贡献是宇宙漫射X射线和高能宇宙射线;此外，来自地球的γ射线辐射也很重要。大面积探测器和宽视场监视器的背景下，这些贡献进行了讨论，广泛的Geant-4模拟的基础上，简化的仪器质量模型。
2012-09-07 astro-ph.IM
AugerPrime -- The upgrade of the Pierre Auger Observatory
超高能宇宙射线（UHECR）是用巨大的地面探测器系统研究的，它们记录了大气中宇宙射线粒子引起的大范围空气簇射。皮埃尔俄歇天文台的研究-有史以来建造的最大的此类探测器-在很大程度上促成了一些突破，并极大地促进了我们对UHECR的理解。尽管如此，到目前为止的结果仍然是不确定的，因为既没有确定这些宇宙中已知的最高能粒子的来源，也没有完全理解40 EeV以上的宇宙射线通量抑制的明确起源。与此同时，对地面上广泛的空气簇射的μ子分量的精确测量显示出与强子相互作用模型的预测不一致。这些相互关联的谜题的解释是现代天体物理学的重要目标之一。皮埃尔俄歇天文台获得的结果表明，进一步了解UHECRs需要改进现有探测器的测量能力，其中的关键特征是空气簇射的μ子和电磁分量的优越分离。AugerPrime是皮埃尔·俄歇天文台正在进行的升级，旨在完成这一任务。AugerPrime的主要目的是提高我们分析宇宙射线质量的灵敏度，这将有助于阐明UHECR的起源。在本文中，我们概述了AugerPrime设计的主要特点，它的现状，并讨论了升级后的天文台的目标和潜在的能力。
2021-10-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
HERO (High Energy Ray Observatory) optimization and current status
HERO是基于重电离量热计的空间实验，旨在直接测量宇宙射线，通过高精度能谱测量解决膝区起源之谜，计划2029年后发射。
2023-06-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
Search for Extensive Photon Cascades with the Cosmic-Ray Extremely Distributed Observatory
虽然用加速器仪器研究光子结构的效率最高，但对太空产生的光子的研究也具有科学上的补充潜力。这种潜力已经在用伽马射线望远镜、超高能宇宙射线观测台以及最近以来的宇宙射线极端分布观测台（CREDO）进行探索。与以前侧重于探测单光子的仪器不同，CREDO旨在探测甚至在天体物理距离上产生的光子级联（集合）。如果至少有一部分这样的级联到达地球，它可能会产生一个独特的模式，由一个适当密集的标准探测器阵列可观察到的空气簇射组成。如果构成模式的空气簇射的能量相对较低，并且如果邻居之间的典型距离较大，则整个现象的集合特征可能仍然未被发现，除非实施CREDO策略。
2018-04-16 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Global Atmospheric Models for Cosmic Ray Detectors
大气参数的知识-如温度，压力和湿度-是非常重要的空气簇射的正确重建，特别是与荧光技术。全球数据同化系统（GDAS）提供了这些大气状态变量和其他几个变量随高度变化的分布图。每隔三小时，全球就有一个新的数据集，包括23个恒定气压水平和一个额外的表面值。这些GDAS数据现在用于皮埃尔俄歇天文台的标准空气簇射重建。通过与从现场气象无线电探测和在马拉圭观测站获得的气象站测量值平均得到的月模型进行比较，验证了数据的有效性。利用GDAS数据和月模型重建的比较。由于GDAS是一个全球模型，因此数据可能用于其他宇宙和伽马射线探测器。已经在全球多个地点进行或正在进行多项研究。作为一个例子，在科罗拉多州进行的一项研究，作为一个可能的未来宇宙射线天文台的大气R&D的一部分。
2014-02-19 astro-ph.IM
Observing Ultra High Energy Cosmic Particles from Space: SEUSO, the Super Extreme Universe Space Observatory Mission
对超高能宇宙信使的实验性搜索，从$E\sim 10^{19}$ eV到超过$E\sim 10^{20}$ eV，在已知能谱的最末端，构成了探索我们宇宙的一个基本未知方面的非凡机会。关键的科学目标是查明超高能粒子的来源，测量其光谱，研究银河系和局部星系间磁场。超高能粒子也可能携带着未知物理学或早期宇宙遗留下来的奇异粒子的证据。为了应对这一挑战，需要显著增加综合暴露。这意味着一类新的实验，具有更大的接受度和对系统不确定性的良好理解。天基观测台可以达到系统探索超高能宇宙所必需的瞬时孔径和综合曝光。在本文中，在简要总结了任务的科学案例后，我们描述了SEUSO概念的科学目标和要求。然后，我们介绍了SEUSO的观测方法，并描述了主要的仪器和任务特点。最后，我们讨论了特派团的预期业绩。
2009-09-29 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Scintillator Surface Detector of the Pierre Auger Observatory
为改进原初宇宙线粒子质量测量以探究其起源与性质，奥格天文台升级项目AugerPrime为现有水切伦科夫表面探测器站添加闪烁体探测器，通过两类探测器对电磁粒子和μ子的响应差异提升质量组成测量能力。
2025-07-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
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
Cosmic Ray Extremely Distributed Observatory
宇宙射线极端分布天文台（CREDO）是一个新成立的全球合作组织，致力于观测和研究宇宙射线（CR）和宇宙射线系综（CRE）：至少两个CR的组，具有共同的主要相互作用顶点或相同的母粒子。CREDO计划包括测试已知的CR和CRE场景，并准备观察意想不到的物理，它也适用于多信使和多任务应用。与CREDO的能力完美匹配，CRE可以在经典模型（例如光子-光子相互作用的产物）和奇异场景（例如超重暗物质粒子衰变的结果）中形成。它们的锋面可能在空间和时间上都有很大的延伸，而且可能包括能量跨越整个宇宙射线能谱的宇宙射线，其足迹由至少两个具有相关到达方向和到达时间的大范围空气簇射组成。由于CRE大多预计将分布在大面积上，并且由于贡献粒子的预期能量范围很广，因此CRE探测可能只有在集体使用现有宇宙射线基础设施时才可行，即作为全球扩展的探测器网络。因此，通过这篇评论文章，CREDO合作邀请天体粒子物理学社区积极加入或致力于CRE的研究，特别是分享任何对特定CRE探测策略有用的宇宙射线数据。
2020-10-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Simons Observatory: Antenna control software integration and implementation
西蒙斯天文台（SO）是一个地基宇宙微波背景测量实验，由三台0.5 m小口径望远镜和一台6 m大口径望远镜组成，位于智利阿塔卡马沙漠海拔5200 m处。SO将研究宇宙微波背景（CMB）的偏振和温度各向异性。天文台将需要很好理解的望远镜指向和扫描。良好的天线控制将使我们能够执行扫描策略，以优化我们的科学目标的灵敏度，校准系统与天体目标，并制作地图。为了实现这一目标，我们将望远镜天线控制单元（ACU）的数据采集和控制集成在SO天文台控制系统（OCS）的软件框架内。我们在这里提出的ACU的软件集成的现状，以及测量的小孔径望远镜平台的响应软件命令在工厂，计划在现场测量，并在大孔径望远镜的实施前景。
2022-07-18 astro-ph.IM
HEAT - a low energy enhancement of the Pierre Auger Observatory
高海拔俄歇望远镜（英语：High Elevation Auger Telescopes，缩写：HEAT）是三个可倾斜的荧光望远镜，代表了阿根廷皮埃尔俄歇天文台（英语：Pierre Auger Observatory）南部站点荧光望远镜系统的低能量增强。皮埃尔·俄歇天文台是一个混合宇宙射线探测器，由24个荧光望远镜组成，用于测量广泛的空气簇射的荧光，并由1600个水切伦科夫探测器补充，以确定地面的粒子密度。在这种配置中，研究了初级能量为10^18 eV及以上的空气簇射。通过将能量阈值降低约一个数量级，降至10^17 eV的初级能量，HEAT提供了在一个非常有趣的能量范围内研究宇宙射线能谱和质量组成的可能性，预计将发生从银河到河外的宇宙射线跃迁。HEAT的安装于2009年完成，自2009年9月以来一直在持续采集数据。在这些程序中，提出了热的概念。第一批数据已经证明了HEAT标准俄歇荧光望远镜的出色补充。
2011-06-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
The IceCube Neutrino Observatory IV: Searches for Dark Matter and Exotic Particles
奇异粒子搜索：WIMP湮灭在太阳，在银河系中心，在附近的矮星系;磁单极子;提交的论文，第32届国际宇宙射线会议，北京2011年。
2011-11-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Latin American Giant Observatory: a successful collaboration in Latin America based on Cosmic Rays and computer science domains
在这项工作中，拉丁美洲巨型天文台（LAGO）建立拉丁美洲合作的战略。从墨西哥到南极洲，安装宇宙射线探测器遍布整个大陆，这种合作正在形成一个包含高能物理学家和计算机科学家的社区。这是因为测量的数据必须进行分析处理，并且由于必须执行表示辐射效应的\textit{a priori}和\textit{a posteriori}模拟的事实。为了执行演算，合作已经实现了定制的代码。关于从这个传感器网络以及在各种计算架构和电子基础设施中执行的计算模拟中出现的大量数据，正在努力编目和保存由水切伦科夫探测器网络产生的大量数据以及表征每个站点的完整LAGO模拟工作流程。元数据，永久标识符和设施的LAGO数据存储库中描述的这项工作与使用的模拟代码。这些举措使研究人员能够生成和查找数据，并通过科学网关直接在代码中使用它们，该科学网关提供对全球不同集群、网格和云基础设施的访问。
2016-05-30 astro-ph.IM cs.DC
The accuracy of signal measurement with the water-Cherenkov detectors of the Pierre Auger Observatory
俄歇表面探测器由一个大的水切伦科夫探测器槽阵列组成，每个槽的体积为12，000升，用于探测高能宇宙射线。使用实验空气簇射数据研究了探测器单元的积分信号幅度测量的准确性。它可以被描述为一个类泊松项，其归一化常数取决于初级宇宙线的天顶距。这种依赖性反映了簇射的μ子分量对信号的贡献越来越大，这是由于μ子/电磁（e+-和伽马）比和μ子轨道长度随天顶距而增加。
2021-03-11 astro-ph.IM
Commissioning of the Vera C. Rubin Observatory
Princeton University（普林斯顿大学）
本文介绍Vera C. Rubin天文台LSSTCam的调试进展，通过弱引力透镜约束暗能量，预期一年数据精度媲美DESI，并讨论仪器系统atics的解决。
2026-06-15 astro-ph.CO astro-ph.IM
Simulation Tests of PSF Modeling for Cosmic Shear with the Vera C. Rubin Observatory
Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；Newcastle University（纽卡斯尔大学）；The University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
本研究通过半真实图像模拟测试了PIFF包在类LSST数据上的PSF建模性能，发现其对非层析宇宙剪切的加性偏差贡献远低于宇宙剪切不确定度的30%，为LSST弱引力透镜分析的PSF验证提供了早期基准。
2026-08-25 astro-ph.CO astro-ph.IM
International X-ray Observatory (IXO) Assessment Study Report for the ESA Cosmic Vision 2015-2025
国际X射线天文台将解决天体物理学中的基本问题，包括“第一个SMBH是何时形成的？大尺度结构是如何演化的？在黑洞附近会发生什么？这些过程之间的联系是什么？超核密度下的物质状态方程是什么？“本报告概述了IXO候选欧空局L级宇宙视野任务的评估研究阶段。我们提供了一个描述的IXO的科学目标，任务的执行和有效载荷。与Chandra和XMM-Newton相比，性能将提供一个数量级以上的性能改进。这一观测级设施包括一个具有高度嵌套的掠入射光学系统的望远镜，性能要求为2.5平方米。有效面积为1.25 keV，具有5”PSF。有一个仪器补充，提供成像，空间分辨光谱，定时，偏振和高分辨率色散光谱的能力。自早些时候向2010年天体十年期巡天提交资料以来，已经取得了实质性的技术进展，特别是在镜面研制方面。还确定了减少风险措施和重要的方案选择。欧空局还进行了一次独立的内部技术和方案审查，最后提出了积极的建议。在伙伴空间机构之间成功缔结协议的前提下，IXO已完全准备好进行进一步定义，最终将于2021-2022年发射。
2011-02-14 astro-ph.HE astro-ph.IM
Towards a cosmic ray composition measurement with the IceAct telescopes at the IceCube Neutrino Observatory
本文介绍利用IceAct望远镜与IceTop及深层探测器联合测量宇宙线空气簇射，通过图神经网络和随机森林回归实现成分分析，以改进质量成分研究。
2023-07-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
Acoustic Neutrino Detection In a Adriatic Multidisciplinary Observatory (ANDIAMO)
宇宙加速器的存在能够发射高达EeV能量的带电粒子，这已经被过去几年通过俄歇和望远镜阵列等实验进行的观测所证实。这种高能宇宙射线与气体或低能光子的相互作用，围绕着天体物理源或存在于星系际介质中，保证了超高能中微子相关的发射。当这些高能中微子在介质中相互作用时，产生热声过程，其中所产生的粒子级联的能量可以在传播到相同介质中的压力脉冲中传递。千米衰减长度以及预期脉冲的明确形状表明，作为理想观测站的大面积海底声传感器阵列。在此范围内，我们建议利用亚得里亚海现有的和不再运行的海上（石油钻井平台）动力平台作为主要基础设施，以建造一个专用水听器的声学潜艇阵列，覆盖面积达10000 Km $^{2}$，体积达500 Km $^3$。在这项工作中，我们描述了这种探测器的概念，使用射线跟踪技术的优势，以及与第一次观测超高能宇宙中微子的具有挑战性的目的相关联的科学目标。该观测站将对专用无线电阵列探测器起到补充作用，其优点是避免了大气μ介子可能产生的任何热声噪声。
2021-12-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
Machine learning reconstruction of cosmic ray parameters in EAS at HAWC
针对HAWC观测站宇宙线物理参数估算方法单一的问题，研究利用机器学习技术，基于匹配观测站配置的模拟数据重建广延大气簇射属性，经多模型对比选优后提升了参数估算精度，助力宇宙线事件详细表征。
2025-09-03 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Latin American Giant Observatory: Contributions to the 34th International Cosmic Ray Conference (ICRC 2015)
拉丁美洲巨型天文台（LAGO）是一个扩展的宇宙射线天文台，由水-切伦科夫探测器网络组成，跨越不同海拔高度（从海平面到超过$5000$ \，m a.s.l.）的不同地点。这是一个覆盖拉丁美洲的大范围和高纬度地区的全球性的地磁场观测系统，涵盖了地磁刚性截止值和大气吸收/反应水平的巨大范围。这个探测网络的目的是测量极端详细的地面辐射通量的时间演变。LAGO项目主要面向三个分支进行基础研究：高能现象、空间天气和地面大气辐射。LAGO由LAGO协作组织（LAGO Collaboration）建立和运营，LAGO协作组织是一个由来自10个国家的30多个机构组成的非集中式协作联盟。这些是LAGO协作对第34届国际宇宙射线会议的贡献，2015年7月30日至8月6日，荷兰海牙
2016-05-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
WFIRST: The Essential Cosmology Space Observatory for the Coming Decade
在发现宇宙加速的20年后，它仍然是宇宙学中最深奥的谜团，也可以说是所有物理学中最深奥的谜团。要么宇宙是由一种具有标准模型物理学无法预测的奇异物理性质的暗能量形式所主导，要么广义相对论并不能充分描述宇宙距离上的引力。WFIRST成为Astro 2010的首要任务，部分原因是它能够通过高精度测量宇宙膨胀历史和宇宙结构的增长来解决宇宙加速的奥秘。我们在本白皮书中说明了自Astro 2010以来任务设计的变化如何使WFIRST成为更强大的暗能量设施，并提高了WFIRST响应实验环境变化的能力。WFIRST是社区在2020年代中期需要的DE的天基探测器。
2019-04-02 astro-ph.CO astro-ph.IM
