A Monte Carlo template-based analysis for very high definition imaging atmospheric Cherenkov telescopes as applied to the VERITAS telescope array
我们提出了一个复杂的似然重建算法，用于成像切伦科夫望远镜的簇射图像分析。重建算法基于相机像素幅度与基于蒙特卡罗模型的预测的比较。簇射参数由似然函数的最大化确定。作为淋浴适合参数的函数的可能性的最大化使用数值非线性优化技术来执行。CAT和H.E.S.S.已经开发了相关的重建技术。实验，并提供了一个更精确的方向和能量重建的光子诱导簇射相比，第二时刻的相机图像分析。示例显示的性能的分析模拟伽马射线数据从VERITAS阵列。
2015-09-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
Toward the Detection of Relativistic Image Doubling in Imaging Atmospheric Cerenkov Telescopes
宇宙伽马射线光子入射到高层大气中，产生空气簇射，相对于空气以超光速移动到地球表面。尽管许多这些空气簇射沿着它们的轨迹保持超光速，但朝向单个成像大气切伦科夫望远镜（IACT）的簇射速度分量可能会从超光速下降到亚光速。当这种情况发生时，能够在时间和角度上解决空气簇射的IACT应该能够记录一种称为相对论性图像加倍（RID）的不寻常的光学效应。RID的逻辑是，当簇射朝向IACT的速度分量是超光速时，簇射似乎先于其自身的切伦科夫辐射，但当簇射朝向IACT的速度分量是亚光速时，簇射似乎跟随其自身的切伦科夫辐射。其结果是，IACT将看到流星雨不是从大气层的顶部开始，而是从中间开始--在流星雨路径上的径向速度分量下降到亚光速的那一点。然后，IACT将看到淋浴的图像同时上下移动。一个简单的模拟演示这种效果。RID的明确识别将确认在大气中的一种新的光学成像效应，而不是由透镜引起的，而是仅仅由相对论运动学引起的，并可能有助于相对论空气簇射的路径和速度重建的准确性。
2019-10-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
Prospects for joint reconstruction of imaging air Cherenkov Telescope array and extensive air shower array
本文提出结合LHAASO的缪子探测器与八台IACT进行联合重建，利用缪子探测器的高背景抑制能力，在10 TeV以上将灵敏度提升25%-60%，尤其利于延展源观测。
2024-09-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Detection of ultra-high energy cosmic ray showers with a single-pixel fluorescence telescope
我们提出了一个概念，大面积，低成本的超高能宇宙射线（UHECR）的单像素望远镜（FAST）的荧光探测器阵列的检测，解决下一代的UHECR实验的要求。在FAST设计中，大视场由反射镜或菲涅耳透镜的焦平面处的几个像素覆盖。我们报告的第一个结果的FAST原型安装在望远镜阵列网站，包括一个单一的200毫米光电倍增管在焦平面的1米$^2$菲涅尔透镜系统采取的原型的JEM-EUSO实验。FAST原型在19个夜晚进行了数据采集，显示出卓越的运行稳定性。我们在几公里的距离上探测到了激光发射，以及16个非常重要的UHECR阵雨候选者。
2015-10-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
Calibration and Optimization of a Very Large Volume Neutrino Telescope using Extensive Air Showers
我们报告的模拟研究提供的浮动广泛的空气簇射（EAS）探测器站（HELYCON）的校准潜力，在巧合的KM3NeT地中海深海中微子望远镜。我们描述的策略，以调查可能的系统误差在重建的方向充满活力的μ子，以及确定的绝对位置的水下探测器。
2011-09-08 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
First Detection of Extensive Air Showers Using a Small-Aperture Fluorescence Telescope
D.V. Skobelstyn Institue of Nuclear Physics, M.V. Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学D.V.斯科别尔钦核物理研究所）；Faculty of Physics of M.V. Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学物理系）；Cosmic Ray Department, Yerevan Physics Institute（埃里温物理研究所宇宙射线部）
研究团队在阿拉加茨山用配备25cm菲涅尔透镜、2.625μs时间分辨率的小口径荧光望远镜，首次探测到超高能宇宙射线产生的广延空气簇射，通过两种方法识别出15个以上高置信度事例，为荧光探测技术发展提供了概念验证。
2026-08-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
The observation of Extensive Air Showers from an Earth-Orbiting Satellite
在本文中，我们审查的主要问题，从空间探测广泛的空气簇射（EAS）。EAS是由超高能宇宙粒子（UHECP）与大气相互作用产生的，可以通过探测空气荧光紫外光从轨道望远镜观察到。我们定义的要求，并提供设计和优化一个合适的望远镜所需的主要公式和图。最后估计了理想条件下的预期性能。
2011-11-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
Photon Reconstruction for H.E.S.S. Using a Semi-Analytical Shower Model
高能立体系统（H.E.S.S.）是一个由五个成像大气切伦科夫望远镜（IACT）组成的阵列，旨在探测具有非常高能量的宇宙成因伽马射线。最初由四个相同的IACT（CT 1 -4）组成，每个IACT的有效镜面直径为12 $\,$ m，2012年，它被扩展为第五个IACT（CT 5），镜面直径为28 $\,$ m。作为全球最大的IACT，CT 5可以降低H.E.S.S.的能量阈值，使阵列对天基探测器耗尽统计数据的能量敏感。事件可以单镜分析（即仅使用CT 5的信息）或立体分析（每个事件至少需要两个触发望远镜）。为了达到良好的性能，一个复杂的事件重建和分析框架是必不可少的。这对H.E.S.S.特别重要。因为它现在是第一个由不同类型望远镜组成的IACT阵列。一种先进的重建方法是基于大气中电磁粒子簇射的半分析模型（模型分析）。通过比较每个触发望远镜记录的图像与使用对数似然最大化的簇射模型的切伦科夫发射，重建初级粒子的属性。由于其性能，该方法已成为应用于CT 1 -4数据的标准分析技术之一。现在它已经被修改为使用五望远镜阵列。我们提出了适应模型分析和它的性能在单视场和立体分析模式。
2015-09-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
Development of the Reconstruction Procedure of the Fluorescence detector Array of Single-pixel Telescopes for measuring Ultra-High Energy Cosmic Rays
本文改进了FAST望远镜阵列的自上而下重建方法，结合机器学习首次猜测，实现了对超高能宇宙射线方向、深度和能量的高精度重建，并首次给出能量谱与成分测量。
2025-10-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
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
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
The Hybrid Energy Spectrum of TA's Middle Drum Detector and Surface Array
望远镜阵列实验使用混合探测器研究超高能宇宙射线。荧光望远镜测量当初级宇宙射线粒子与大气相互作用时产生的广泛空气簇射的纵向发展。与此同时，闪烁探测器测量撞击地面的二次簇射粒子的横向分布。中鼓（MD）荧光望远镜站由来自高分辨率蝇眼（HiRes）实验的14台望远镜组成，提供了与HiRes测量的直接联系。结合望远镜数据使用闪烁体探测器数据显著地改进了簇射的几何重建，并且因此提供了初级粒子能量的更精确的重建。介绍了中鼓混合光谱，并与中鼓站在单目模式下测量的混合光谱进行了比较。此外，混合数据在Middle Drum数据和表面阵列之间建立了联系。还示出了中间鼓混合能谱和闪烁体表面探测器（SD）谱之间的比较。
2014-10-12 astro-ph.HE astro-ph.IM
ESAF: Full Simulation of Space-Based Extensive Air Showers Detectors
未来通过天基荧光望远镜对超高能宇宙粒子（UHECP）产生的广泛空气簇射（EAS）的探测将打开宇宙的新窗口，并使宇宙射线和中微子天文学达到地面探测器几乎不可能达到的水平。在本文中，我们总结了在EUSO项目的背景下，通过详细的蒙特卡罗模拟的荧光技术中涉及的所有物理过程，从广泛的空气淋浴的发展，仪器的响应所获得的结果。特别强调的是在大气中的光传播和云的影响建模。给出了能量阈值和分辨率、方向分辨率以及X_（max）测定的主要结果。结果是基于EUSO望远镜的设计，但也扩展到更大，更灵敏的探测器。
2010-02-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Parametrization of the angular distribution of Cherenkov light in air showers
空气簇射产生的切伦科夫光对地面伽马射线和宇宙射线观测站观测到的信号有很大贡献。然而，没有描述这种现象是可用的，涵盖小和大角度的簇射轴的区域。为了填补这一空白，切伦科夫光子的角分布的参数化进行的物理动机的参数函数。模型参数的约束，使用模拟的伽马射线和质子簇射的能量在TeV到EeV的区域。其结果是，一个新的参数化，提高了以前的作品的精度。这里提出的结果可用于重建簇射成像切伦科夫望远镜以及在重建簇射轮廓与荧光探测器。
2021-02-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
Muons as a tool for background rejection in imaging atmospheric Cherenkov telescope arrays
在宇宙射线质子和原子核引发的空气簇射中存在μ介子，这是一个很好的工具，可以将这种簇射与伽马射线引发的簇射区分开来。然而，到目前为止，这种方法已被充分利用，只有地面粒子探测阵列。在这篇文章中，我们探讨了使用切伦科夫光从μ子作为背景抑制工具成像大气切伦科夫望远镜阵列在最高能量的可行性。我们采用的切伦科夫光从个别μ子的分析模型，允许快速模拟大量的阵雨在混合模式。这允许在计算时间方面以可接受的成本探索非常高的背景抑制功率状态。我们发现，对于非常大的望远镜（$\gtrsim$ 20米直径），有效的识别μ子将提供一个重大的改进，相对于标准的背景抑制技术在能量超过几十TeV。
2021-09-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
Muons as a tool for background rejection in Imaging Atmospheric Cherenkov Telescope arrays
在宇宙射线质子和原子核引发的空气簇射中，μ介子的存在被公认为是将这种簇射与伽马射线引发的簇射分开的有力工具。然而，到目前为止，这种方法已被充分利用，只有地面粒子探测阵列。我们探讨了使用切伦科夫光μ子作为背景抑制工具成像大气切伦科夫望远镜阵列在最高能量的可行性。我们采用的切伦科夫光从个别μ子的分析模型，允许快速模拟大量的阵雨在混合模式。这使我们能够以可接受的计算时间成本探索非常高的背景抑制功率范围。我们表明，非常大（$\gtrsim$ 20米镜直径）的望远镜，有效的识别μ子光可能会导致高达10 $^{-5}$的背景抑制水平，同时保持高效率的伽马射线。虽然在成像切伦科夫望远镜阵列的数据分析中有效利用μ子切伦科夫光仍然存在许多挑战，但我们的研究表明，对于至少包含一个大型望远镜的阵列，这是一个非常值得努力的工作。
2021-11-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
Depth of Maximum of Air-Shower Profiles at the Pierre Auger Observatory: Measurements at Energies above 10^17.8 eV
我们报告了皮埃尔·俄歇天文台的荧光望远镜观测到的能量在10^17.8 eV以上的大范围空气簇射分布的最大深度Xmax的分布。详细描述了选择具有最小抽样偏差的数据样本的分析方法，以及实验交叉检查和系统不确定性。此外，我们讨论了探测器的接受度和分辨率的Xmax测量，并提供其参数作为能量的函数。的平均值和标准偏差的Xmax分布的能量依赖性进行比较，空气淋浴模拟不同的核primaries和解释的平均值和方差的对数质量分布在大气层的顶部。
2015-03-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
Reconstruction procedure of the Fluorescence detector Array of Single-pixel Telescopes (FAST)
针对下一代宇宙线探测器需大收集面积且低成本的需求，FAST合作组设计仅含四个PMT的简化荧光望远镜，提出神经网络初估加最小化拟合的两步重建法，并以望远镜阵列实验原型性能验证该技术。
2023-08-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
Generation of Imaging Air Cherenkov Telescope images using Diffusion Models
Erlangen Centre for Astroparticle Physics, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根天体粒子物理中心，弗里德里希·亚历山大埃尔朗根-纽伦堡大学）；Kobayashi-Maskawa Institute, Nagoya University（小林诚益川理英研究所，名古屋大学）；Department of Particle Physics and Astrophysics, Stanford University（斯坦福大学粒子物理与天体物理学系）；Fundamental Physics Directorate, SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室基础物理部）；Department of Physics, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校物理系）
本文首次应用基于分数的扩散模型生成 IACT 图像，实现了对 γ 射线和质子 shower 的高质量模拟，优于 GAN 方法，为快速仪器响应生成和探测器优化提供了新途径。
2026-09-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
Measurement of the cosmic-ray energy spectrum above $10^{16}$ eV with the LOFAR Radboud Air Shower Array
详细介绍了用LOFAR Radboud气簇阵（LORA）测量的大范围气簇的能量重建。LORA是一个位于荷兰LOFAR射电望远镜中心的粒子探测器阵列。这项工作的目的是提供一个准确的和独立的能量测量的空气簇射测量通过其无线电信号与LOFAR天线。使用测量的簇射大小和从空气簇射模拟获得的宇宙射线能量之间的参数化关系进行能量重建。为了说明LORA的能力，全粒子宇宙射线能谱已被重建，假设宇宙射线仅由能量范围在$\sim2\times10^{16}$和$2\times10^{18}$ eV之间的质子或铁核组成。结果是兼容的文献值和不断变化的质量组成的过渡区从银河系到河外起源的宇宙射线。
2015-07-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
Deep learning techniques for Imaging Air Cherenkov Telescopes
该研究针对成像大气切伦科夫望远镜的粒子区分、核分类、异常检测问题，提出基于全模拟簇射图像训练机器学习架构的方法，用卷积神经网络做分类、自编码器做异常检测，经H.E.S.S.实验验证后可推广至其他同类望远镜与实验。
2023-03-14 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
Air Shower Measurements with LOFAR
来自宇宙射线的空气簇射发射出短而强的无线电脉冲。LOFAR是一种新的射电望远镜，正在荷兰和欧洲建造。LOFAR主要设计为无线电干涉仪，其核心将拥有高密度的无线电天线，这些天线将得到非常好的校准。这使得LOFAR成为研究单个空气簇射的无线电特性的独特工具。触发来自空气簇射的无线电发射意味着检测短无线电脉冲并将真实事件与无线电干扰区分开来。在LOFAR，我们计划在数字数据流中搜索脉冲--无论是来自单个天线还是来自已经波束形成的数据--并计算表征脉冲形状的几个参数，以在第二阶段中挑选出真实的事件。此外，我们将有一个小型闪烁体阵列来测试和确认无线电触发器的性能。
2009-03-13 astro-ph.HE astro-ph.IM
Radio detection of atmospheric air showers of particles
自2002年以来，位于南赛射电天文台的CODALEMA实验研究到达地球大气层的超高能宇宙射线（10^{17} eV以上）。这些宇宙射线与大气成分相互作用，引起主要由带电粒子（电子和正电子）组成的广泛的空气簇射（EAS）。在大气层中形成簇射的过程中，这些运动中的带电粒子产生快速的电场瞬变（几纳秒到几十纳秒），CODALEMA在地面上用专用的无线电天线在宽频带（20 MHz到200 MHz之间）上检测到。对簇射发展过程中发射的这种电场的研究旨在确定引发粒子簇射的初级宇宙射线的特征：其性质、到达方向和能量。经过一些理论上的考虑和SELFAS模拟代码的简短描述，我们将介绍CODALEMA实验，其性能和主要结果。最后，我们将展示如何EAS无线电探测技术可以用来观察非常高的能量伽马射线源，与NenuFAR射电望远镜。
2019-03-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
A Systematic Assessment of Data Volume Reduction for IACTs
本文系统评估了针对CTAO等IACT阵列的数据量缩减算法，重点提出一种基于时间的聚类算法，在保留低水平信号像素方面显著增强，并在不同观测条件下验证了其稳健性，为高效数据存储提供解决方案。
2025-02-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
Extensive Air Showers Parameters Estimation Using Machine Learning Techniques with Simulations of the FAST Telescope
Palacký University in Olomouc（帕拉茨基大学）；Institute of Physics of the Academy of Sciences of the Czech Republic（捷克科学院物理研究所）
本研究以FAST望远镜单构型模拟数据为基础，运用机器学习技术重建广延空气簇射参数，实现了亚百分比的能量分辨率，为FAST观测站的研发提供了关键验证与经验。
2026-08-25 astro-ph.HE
Detecting Radio Emission from Air Showers with LOFAR
LOFAR（低频阵列）是世界上最大的射电望远镜，用于观测10至240 MHz的低频无线电发射。LOFAR除了用作干涉仪阵列外，现在还经常用于通过无线电发射探测宇宙射线引起的空气簇射。位于荷兰的LOFAR核心的天线密度高于任何专门的宇宙射线无线电实验。在$12 \mathrm{km}^2$的一个区域内安装了2300多个天线。它们以前所未有的精度测量空气簇射的无线电发射，因此，为解开导致空气簇射中无线电发射的物理过程提供了绝佳的机会。在进行天文观测的同时，LOFAR由一组粒子探测器触发，记录包含宇宙射线脉冲的时间序列。自2011年6月以来，LOFAR一直在测量宇宙射线。我们提供了第一年数据的结果。
2013-04-03 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Auger Engineering Radio Array and multi-hybrid cosmic ray detection (TAUP 2015)
俄歇工程射电阵列（AERA）旨在探测高能宇宙射线引起的空气簇射。作为皮埃尔·俄歇天文台的延伸，它测量粒子探测器、荧光望远镜以及俄歇μ子和地面阵列填充物的μ子放大器的补充信息。AERA对大范围空气簇射的所有基本参数都很敏感，如到达方向、能量和簇射最大深度。由于无线电发射纯粹是由簇射的电磁分量引起的，与AMIGA μ子计数器结合使用，如果与AMIGA μ子计数探测器结合使用，AERA非常适合单独测量簇射中的电子和μ子。除了簇射最大值的深度之外，电子数和μ子数的比值也是一次粒子质量的量度。
2017-05-30 astro-ph.HE astro-ph.IM
Estimation of the exposure for the air shower detection mode of EUSO-SPB1
EUSO-SPB 1是JEM-EUSO（极端宇宙空间观测站联合实验任务）计划的一个球载探路者任务。为期12天的飞行于2017年4月25日从新西兰开始，搭载美国宇航局的超压气球。由于具有探测EeV能量空气簇射的能力，在南太平洋上空约16- 30公里处，使用一台1平方米的双菲涅耳透镜紫外敏感望远镜（配备快速读出电子设备）以空气簇射探测模式进行了约30小时的数据采集。使用各种方法，我们寻找空气簇射事件。到目前为止，还没有发现空气簇射事件。根据空气簇射和探测器模拟以及数值天气预报模型估计了有效照射量，特别是关于云的作用。与假设完全晴朗大气条件的情况相比，无论云的存在与否，超过60%的阵雨都是可探测的。本文的研究成果将应用于后续的JEM-EUSO计划中的寻路器和未来的全尺寸飞行任务。
2019-09-12 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Greisen Function and its Ability to Describe Air-Shower Profiles
本文探讨了Greisen函数描述空气簇射纵向轮廓的能力，证明其适用于强子簇射，并提出利用该函数的轮廓形状鉴别强子与光子的新方法。
2023-06-26 astro-ph.HE
Sensitivity of the JEM-EUSO telescope to gravity effects in neutrino-induced air showers
我们研究了JEM-EUSO在具有单一额外维度和小曲率度量的Randall-Sundrum（RS）模型的背景下对重力效应的敏感性。正则化Kaluza-Klein引力子在$t$通道中的交换对超高能中微子与核子的非弹性散射截面有贡献。这种效应可以在宇宙中微子与大气核子相互作用引起的深穿透准水平空气簇射中检测到。出于这个原因，我们计算的准水平的空气阵雨在JEM-EUSO天文台的RS模型的两个参数的函数的预期数量。
2015-11-23 astro-ph.HE hep-ph
Atmospheric Cherenkov Telescopes as a Potential Veto Array for Neutrino Astronomy
冰立方中微子天文台揭示了高能天体物理中微子源的存在。然而，由于天体物理学中微子很难从大气中宇宙射线诱导的粒子级联产生的大气中微子背景中分离出来，因此对中微子来源的识别具有挑战性。有效地探测与探测到的中微子同时发生的空气簇射，可以大大减少这些背景，提高中微子望远镜的灵敏度。成像空气切伦科夫望远镜（IACTs）对50 GeV到50 TeV范围内的伽马射线（和宇宙射线）引起的空气簇射敏感，因此可以用作中微子观测站的背景标识符。本文介绍了一个小规模，宽视场，成本效益的IACT阵列作为中微子天文学的空气簇射否决权的可行性。一个由250到750个望远镜组成的表面阵列将显著提高像IceCube这样的立方望远镜规模探测器的性能，而成本只有原始投资的百分之几。阵列中望远镜的数量可以根据天文学和几何学的考虑进行优化。
2020-01-08 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
The Use of the Signal at an Optimal Distance from the Shower Core as a Surrogate for Shower Size
在分析来自空气簇射阵列的数据时，使用距簇射轴（$r_\text{opt}$）相当远距离处的信号作为簇射大小的替代已成为惯例。该信号（$S(r_\text{opt}$）然后可以以各种方式与初级能量相关。在简要回顾了Hillas在1969年的一篇开创性论文中提出的引入$r_\text{opt}$的原因之后，将表明当探测器布置在三角形网格上时，$r_\text{opt}$是比探测器部署在正方形网格上更有效的工具。这一结果可能对解释俄歇和望远镜合作观测到的10eV以上的通量之间的差异有影响，在设计新的簇射阵列时应牢记在心。
2023-01-18 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
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
Measurements of the Cosmic Ray Composition with Air Shower Experiments
在本文中，我们审查的空气簇射数据有关的质量组成的宇宙射线以上10 $^{15}$ eV。在解释了空气簇射观测值与宇宙射线的初始质量和能量之间的基本关系之后，我们介绍了用表面探测器研究宇宙射线成分的不同方法和结果。此外，我们还讨论了非成像切伦科夫探测器和荧光望远镜的空气簇射的纵向发展的测量。这些实验结果的解释，在初级质量是非常容易受到理论的不确定性的强子相互作用的空气簇射。然而，我们试图计算对数质量的数据使用不同的强子相互作用模型，并研究其能量依赖性从10 $^{15}$到10 $^{20}$ eV。
2012-02-19 astro-ph.HE
The SPHERE-2 detector for observation of extensive air showers in 1 PeV -- 1 EeV energy range
介绍了球载探测器SPHERE-2，该探测器是为利用从白雪皑皑的贝加尔湖表面反射的瓦维洛夫-切伦科夫光学辐射（"切伦科夫光“）进行广泛的空气簇射观测而设计的。我们简要地讨论了反射切伦科夫光方法背后的概念，在实验现场的条件下，并概述了用于解除SPHERE-2望远镜的表面以上的系留气球的建设。本文主要致力于详细的技术描述的探测器，包括其光学系统，敏感元件，电子学，和数据采集系统（DAQ）。文中给出了该光学系统的实验室和现场测试结果。
2019-12-24 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
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
Processing Images from Multiple IACTs in the TAIGA Experiment with Convolutional Neural Networks
Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, M.V. Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立罗蒙诺索夫大学斯科别利岑核物理研究所）
高能粒子与地球大气层相互作用产生的大范围空气簇射可以使用成像大气层切伦科夫望远镜探测到。IACT图像可以进行分析，以区分伽马射线和强子引起的事件，并推断事件的参数，如初级粒子的能量。我们使用卷积神经网络（CNN）来分析来自TAIGA实验望远镜的蒙特卡洛模拟图像。分析包括选择对应于由伽马射线引起的簇射的图像以及估计伽马射线的能量。我们比较了使用来自单个望远镜的图像的CNN和使用来自两个望远镜的图像作为输入的CNN的性能。
2021-12-31 astro-ph.HE astro-ph.IM cs.LG
Cosmic ray detection with the LOFAR radio telescope
本文介绍了LOFAR射电望远镜在升级前测量最后阶段的重建、插值和软件开发成就，以及最终数据发布和精细化分析计划。
2024-10-10 astro-ph.HE
On the calibration of ultra-high energy EASs at the Yakutsk array and Telescope Array
本文比较了雅库茨克阵列与望远镜阵列对超高能广延大气簇射的标定，发现两者基于地面闪烁探测器的能量估计一致，而望远镜阵列基于荧光辐射的标定将能量低估为地面标定值的0.787倍。
2024-05-01 astro-ph.HE
Depth of shower maximum and mass composition of cosmic rays from 50 PeV to 2 EeV measured with the LOFAR radio telescope
我们提出了一个更新的宇宙射线质量组成分析的能量范围$10^{16.8}$的$10^{18.3}$电子伏特从334个空气阵雨测量的LOFAR射电望远镜，并选择最小的偏差。在这个能量范围内，宇宙射线的来源预计将从银河系转移到河外来源。分析是基于一种改进的方法来推断深度的最大$X_{\rm max}$广泛的空气阵雨从无线电测量和空气阵雨模拟。我们给出了$X_{\rm max}$与初级能量的平均值和标准差的结果，并在分布水平上分析了$X_{\rm max}$数据集，以估计宇宙线的质量组成。我们的方法使用未分组的最大似然分析，利用现有的参数化的$X_{\rm max}$分布的每个元素。对强子相互作用的三种主要模型进行了重复分析。结果是一致的一个显着的轻质量分数，在最佳拟合$23$ $39$ $\%$质子加氦，这取决于强子相互作用模型的选择。中等质量原子核占主导地位。这证实了LOFAR的早期结果，$X_{\rm max}$的系统不确定性现在降低到$9$ $\mathrm{g/cm^2}$的7。我们发现协议的质量组成相比，皮埃尔俄歇天文台的结果，在统计和系统的不确定性。然而，与早期的LOFAR结果一致，我们发现平均值$X_{\rm max}$略低。这些数值与皮埃尔·俄歇天文台发现的数值存在矛盾，但与北半球其他宇宙线天文台的结果一致。
2021-05-02 astro-ph.HE hep-ex
Telescope Array Bursts, Radio Pulses and Axion Quark Nuggets
望远镜阵列（TA）实验记录了\cite{Abbasi:2017rvx,Okuda_2019}几次短时间的空气簇射事件。这些爆发与传统的单一阵雨非常不同，并且被发现与闪电密切相关。在我们以前的工作\cite{Zhitnitsky:2020shd}中，我们提出这些爆发代表了在所谓的轴子夸克块金（AQN）模型中暗物质（DM）湮灭事件的直接表现。在目前的工作中，我们建议测试这个建议，以搜索频带$ν\in (0.5-200)$ MHz的无线电信号，必须与TA突发同步。我们认为，传统的闪电引起的无线电发射可以很容易地区分从AQN引起的无线电脉冲在这项工作中讨论。
2022-03-15 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
Comment on Japanese Detection of Air Fluorescence Light from a Cosmic Ray Shower in 1969
我们检验了Hara等人在1969年提出的使用空气荧光技术观察到10^19 eV宇宙射线广泛空气簇射的说法。我们发现很可能观察到了荧光，这证实了这是第一次这样的观察。Hara等人和他们在康奈尔大学的友好竞争者的工作为皮埃尔·奥格天文台和望远镜阵列等现代实验铺平了道路。
2011-12-24 astro-ph.HE physics.hist-ph
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
Study of muons from ultra-high energy cosmic ray air showers measured with the Telescope Array experiment
解释超高能宇宙线（UHECR）数据的不确定性之一来自用于空气簇射蒙特卡罗（MC）模拟的强子相互作用模型。从UHECR引起的空气簇射在地面观察到的μ介子的数量预计将取决于强子相互作用模型。因此，我们可以通过比较测量到的μ子数量与MC预测来检验强子相互作用模型。本文介绍了通过分析具有高$\it{muon \, purity}$的地面探测站的信号而获得的UHE广泛空气簇射中μ子密度的研究结果。观测站的μ子纯度取决于簇射的倾角和观测站的相对位置。在7年的望远镜阵列实验数据中，我们发现在距离簇射核心2000 m处观测到的μ介子纯度为65%的粒子数比用QGSJET II-03质子簇射模型预测的MC值大$1.72 \pm 0.10{\rm (stat.)} \pm 0.37 {\rm (syst.)}$倍。与其他强子模型如QGSJET II-04的比较也发现了类似的效应，它显示出$1.67 \pm 0.10 \pm 0.36$过剩。我们还研究了这些过度对横向距离的依赖性，发现与MC相比，数据中μ子横向分布的减少速度较慢，从而在较大的横向距离处导致更大的差异。
2018-04-11 astro-ph.HE
Measurement of the properites of cosmic rays with the LOFAR radio telescope
高能宇宙射线撞击地球大气层，引发了次级粒子的级联，即广泛的空气簇射。空气簇射中的电子和正电子发出电磁辐射。LOFAR射电望远镜在10至240兆赫的频率范围内探测到这种发射。这些数据被用来确定入射宇宙射线的性质。无线电技术现在通常用于测量能量范围从$10^{17}$到$10^{18}$ eV的宇宙射线的到达方向、能量和粒子类型（原子质量）。这一能量区域具有特殊的天体物理学意义，因为在这一区域，预期宇宙射线将从银河系起源过渡到银河系外起源。为了说明，LOFAR的结果被用来设置模型的约束条件，以描述高能宇宙射线的起源。
2017-05-11 astro-ph.HE
On the efficiency of the evaluation of the primary cosmic ray composition using lateral distributions of air shower electromagnetic component
本文根据电子、μ子和带电粒子在$10^{15}-10^{19}$ eV宇宙射线产生的大范围空气簇射中的横向分布（LD）的标度形式和空气簇射普适性范式，对LD进行了新的分析。结果发现，横向分布的电子和μ子，单独考虑时，很好地描述了单参数标度函数，而带电粒子的混合物分布的标度描述是不准确的径向距离范围内的电子和μ子给当地的粒子密度的贡献相当。使用缩放形式主义，使电子/μ子分离能力，并结合理论上激发的空气簇射的普遍性概念，提供了强大的质量组成估计。所提出的方法可以实施目前和未来的（多）混合空气簇射观测，特别是在实现俄歇和望远镜阵列天文台升级的潜力，以及重新分析和交叉校准从不同的空气簇射阵列收集的数据在一个广泛的初级能量范围。
2018-12-26 astro-ph.HE
Discovery potential of the Glashow resonance in an air shower neutrino telescope
本研究针对大气簇射型τ中微子望远镜的格拉肖共振探测潜力开展数值分析，明确其受衰变分支比压低、能量接受度降低等因素限制，在不同中微子起源假设下的发现显著性存在差异，指出新物理或可提升探测能力。
2023-07-22 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Probing Neutrino Flavor Composition with the Glashow Resonance at Tau Air-Shower Neutrino Telescopes
University of Nevada Las Vegas（内华达大学拉斯维加斯分校）；Nevada Center for Astrophysics (NCfA), University of Nevada Las Vegas（内华达天体物理学中心，内华达大学拉斯维加斯分校）；Simon Fraser University（西蒙菲莎大学）；Arthur B. McDonald Canadian Astroparticle Physics Research Institute（亚瑟·B·麦克唐纳加拿大粒子物理研究所）
本文研究利用Tau空气簇射中微子望远镜的Glashow共振探测高能天体物理中微子味成分，评估了TAMBO和TRINITY的灵敏度，发现掠山几何接收度更高，当前配置下区分$pp$与$p\boldsymbol{\nu}$源有挑战但可约束富$\bar{\nu}_e$流强。
2026-07-30 astro-ph.HE hep-ph
Extensive Air Shower Registration at Two Depths with SPHERE-3 Detector
该研究介绍 SPHERE-3 项目进展，结合反射切伦科夫光望远镜与直射光探测器，在两个大气深度探测 EAS，并提出自洽的整体参数评估流程。
2025-07-23 astro-ph.HE
Heavy neutrino decay at SHALON
在过去的17年里，SHALON Cherenkov望远镜已经记录了超过2x10^6的大范围空气簇射。对不同天顶角（θ）处信号的分析包括来自近水平方向θ= 97 ^o的观测。这个倾角定义了一个掠过地球的轨道，在望远镜前面有7公里的空气和大约1000公里的岩石。在324小时的观测期间，经过一系列可能由混乱的天空闪光或垂直阵雨的雪反射引起的类似闪电的事件后，我们探测到了5个TeV能量的空气阵雨。我们认为，这些事件可能是由一个长寿命的穿透粒子从地面进入大气层，并在望远镜前衰变引起的。我们证明了这种粒子不可能是μ介子或τ轻子。作为一种可能的解释，我们讨论了质量为m \approx 0.5 GeV和cτ \approx 30 m的不稳定中微子的两种情况。值得注意的是，最近有人提出了其中一个模型来解释MiniBooNE中过量的类电子中微子事件。
2009-03-26 astro-ph.HE hep-ph
Future Ground-based Wide Field of View Air Shower Detectors
广泛的空气簇射（EAS）阵列直接采样到达观测高度的簇射粒子。它们是宽视场（FoV）探测器，能够同时和连续地观察整个天空。事实上，EAS阵列具有约2 sr的有效FoV，并且以$\sim$ 100\%的占空比工作。这种能力使它们非常适合研究扩展源，例如银河系漫发射和测量最高能量（接近或超过100 TeV）的银河系源的光谱。它们在亚TeV/TeV能量域的灵敏度无法与切伦科夫望远镜竞争，但宽FoV是执行无偏巡天，发现瞬变或爆炸事件（GRB）和监测活动星系核（AGN）等变量或耀斑源的理想选择。EAS阵列能够同时探测光子和带电宇宙射线引起的事件，从而研究非热宇宙的这两个信使之间的联系。因此，根据定义，这些探测器是多信使仪器。宽视场望远镜对于引力波事件的多信使研究至关重要，因为它们能够同时调查LIGO和VIRGO确定的所有大天空区域，寻找可能的相关$γ$射线发射。在这篇文章中，我们总结了推动新的宽FoV空气簇射探测器的建设的科学动机，并介绍了目前正在安装的未来仪器。最后，我们强调需要在南半球的EAS阵列，以监测内星系，并面临一些重要的开放性问题。
2018-02-13 astro-ph.HE hep-ex
