Strategy Implementation for the CTA Atmospheric Monitoring Program
切伦科夫望远镜阵列(CTA)是下一代成像大气切伦科夫望远镜。它将在甚高能伽马射线天文学中达到前所未有的灵敏度和能量分辨率。CTA将探测进入地球大气层的宇宙伽马射线或宇宙射线引发的大气粒子簇射中发射的切伦科夫光。从切伦科夫光在望远镜中产生的图像组合中,人们能够推断出初级粒子的能量和方向。因此,只有当局部大气被很好地表征时,才可以执行正确的能量估计。大气不仅影响粒子簇射的发展,而且影响从粒子簇射发射点到探测器的切伦科夫光子传输。地面上的切伦科夫光在紫外-蓝色区域达到峰值,因此分子和气溶胶消光现象很重要。CTA的目标是将能源重建中的系统性控制在10%以上。因此,需要对大气进行仔细和持续的监测和定性。此外,CTA将作为一个观测站运行,数据将与适当的分析工具一起公布。只有始终持续地考虑大气特性,才能确保高水平的数据质量。在本文中,我们集中讨论了CTA目前正在讨论的各种大气监测仪器的实施策略。这些包括拉曼激光雷达和云高计、恒星光度计以及商业供应商和公共研究中心提供的其他仪器。
2015-03-18 astro-ph.IM
Parameterization of Cherenkov Light Lateral Distribution Function as a Function of the Zenith Angle around the Knee Region
利用CORSIKA程序对不同天顶距的Tunka EAS阵列进行了切伦科夫光横向分布函数(CLLDF)模拟。基于CORSIKA对膝区附近不同天顶距下能量为3.10^15 eV的初级质子的模拟结果,对大范围空气簇射(EAS)中CLLDF随簇射核距离和天顶距的变化进行了参数化.参数化CLLDF进行了验证比较,使用CORSIKA代码进行的模拟两个天顶距。
2016-12-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
Status of the technologies for the production of the Cherenkov Telescope Array (CTA) mirrors
切伦科夫望远镜阵列(CTA)是下一代非常高能量的伽马射线天文台,其灵敏度至少是现有仪器的10倍。CTA将包括几十个成像大气切伦科夫望远镜(IACT),这些望远镜以阵列模式运行,并分为三个尺寸级别:大型,中型和小型望远镜。总反射面积可能高达10,000平方米,需要前所未有的技术努力。反射镜的性能直接影响望远镜的性能,因此构成了提高和保持灵敏度的基本要素。本文综述了用于不同类型望远镜的CTA望远镜反射镜的轻量化、可靠性和经济性的镜面的研究与开发现状。
2013-10-07 astro-ph.IM
Layout design studies for medium-sized telescopes within the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(Cherenkov Telescope Array,CTA)是下一代地面伽马射线天文台的国际项目。CTA被设想为数十个成像大气切伦科夫望远镜的阵列,包括小型,中型和大型望远镜,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以上的能量覆盖范围。在这项研究中,我们探讨了如何中型望远镜的布局设计和组成的整体CTA性能的影响,通过分析蒙特卡罗模拟,包括戴维斯棉花和施瓦茨希尔德-库德中型望远镜。
2015-08-25 astro-ph.IM
Nature of the low-energy, γ-like background for the 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。在这个能量范围内,大多数剩余的背景是由错误识别的强子簇射造成的。为了充分利用望远镜系统的潜力,值得寻找进一步改进γ/强子分离的现有分析方法的方法。我们通过识别主要由π0(或另一种中性介子)衰变的单电磁子级联或双电磁子级联组成的事件,研究了计划中的CTA-North阵列的背景成分。我们应用CTA的标准模拟链和最先进的分析链来评估标准分析拒绝此类事件的潜力。模拟结果表明,这种单一的subcascade背景CTA的主导作用,能量高达70 GeV。我们表明,一个自然的方式拒绝这样的事件源于一个移位的位置的淋浴最大值,CTA使用的标准的立体重建方法已经利用了大部分预期的分离。
2017-10-19 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
Event reconstruction using pattern spectra and convolutional neural networks for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(CTA)是未来的地面成像大气切伦科夫望远镜观测站。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相机图像,这些图像可以用作卷积神经网络(CNN)的训练数据,以区分信号与背景事件,并确定初始伽马射线事件的能量。模式谱是用于图像分类的常用工具,并且提供包括图像的特征的大小和形状的分布。在CNN上应用模式谱允许选择图像内的特征的相关组合。在这项工作中,我们从模拟的伽马射线图像中生成模式谱,以训练CNN用于CTA的信号-背景分离和能量重建。我们将我们的结果与用CTA图像训练的CNN进行比较,发现基于模式谱的分析在计算上更便宜,但与纯粹基于CTA图像的分析相比没有竞争力。因此,我们得出结论,CNN必须依赖于CTA图像中未被模式光谱捕获的附加特征。
2023-02-23 astro-ph.IM
The Cherenkov Telescope Array: layout, design and performance
切伦科夫望远镜阵列(CTA)将成为下一代甚高能伽马射线天文台。由于望远镜的数量增加了十倍,其最先进的设计,CTA预计将大大提高现有仪器的准确性和灵敏度。详细的蒙特卡罗模拟用于进一步优化望远镜的数量和阵列布局,并使用选定的望远镜设计的更新模型来估计观测站的性能。这些研究在本文件中介绍了位于拉帕尔马岛(西班牙)和帕拉纳尔(智利)附近的两个CTA站,以及不同的操作和观测条件。
2021-08-10 astro-ph.IM
The Graphical User Interface of the Operator of the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(CTA)是下一代伽马射线天文台。CTA将在南部站点安装大约100台成像大气切伦科夫望远镜(IACT),在北部站点安装大约20台。之前的IACT实验使用了多达五台望远镜。随后,CTA的操作员的图形用户界面(GUI)的设计提出了一个有趣的挑战。为了创建一个有效的界面,CTA团队正在与人机交互领域的专家合作。我们在这里介绍我们的GUI原型。原型的后端是Python Web服务器。它与CTA的观测执行系统集成,该系统基于Alma通用软件(ACS)。后端集成了一个redis数据库,便于GUI面板的同步。redis还用于缓冲从各种软件组件和数据库收集的信息。原型系统的前端是基于Web技术的。Web服务器和客户端之间的通信是使用Web套接字执行的,其中图形是使用d3.js JavaScript库生成的。
2017-10-19 astro-ph.IM
Monte Carlo Performance Studies for the Site Selection of the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(CTA)代表了下一代甚高能伽马射线天文学地面仪器,旨在将当前一代实验的灵敏度提高一个数量级,并提供超过四十年的能量覆盖。目前的CTA设计由两个阵列组成,每个阵列有数十个成像大气切伦科夫望远镜,包括小型,中型和大型望远镜,其中一个阵列位于北半球和南半球。为了研究场地选择对整体\gls{cta}性能的影响并支持场地评估过程,进行了详细的蒙特卡罗模拟。这些结果表明,不同的站点相关的属性,如海拔高度,夜空背景和当地地磁场CTA性能的VHE伽马射线观测的影响。
2017-05-04 astro-ph.IM
The Medium Size Telescopes of the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(Cherenkov Telescope Array,CTA)是计划用于地基伽马射线天文学的下一代仪器,覆盖光子能量范围为~20 GeV至100 TeV以上。CTA将由100台三种尺寸的望远镜组成,安装在北半球和南半球的两个地点。这一贡献涉及12米中型望远镜(MST)有一个单一的镜子(修改戴维斯棉花,DC)的设计。在CTA阵列的基线设计中,南部的25个MST和北部的15个MST在100 GeV至10 TeV的核心能量范围内为CTA提供了必要的灵敏度。DC-MST将配备基于光电倍增管(PMT)的相机。这些焦平面仪器有两种选择,将由FlashCam和NectarCAM子集团提供。在这方面的贡献,一个简短的介绍项目和他们的地位。
2016-10-10 astro-ph.IM
Development of a Raman Lidar for the Southern Site of the Cherenkov Telescope Array Observatory
Laboratoire Univers et Particules de Montpellier, CNRS, Université de Montpellier(蒙彼利埃宇宙与粒子物理实验室,法国国家科学研究中心,蒙彼利埃大学)
本文围绕切伦科夫望远镜阵列天文台南部站点需求,研制LUPM拉曼激光雷达系统,通过在OHP天文台两年观测,获取355和532纳米处消光、后向散射及激光雷达比等数据,验证原型符合CTAO要求。
2026-07-10 astro-ph.IM
On the prospects of cross-calibrating the Cherenkov Telescope Array with an airborne calibration platform
近年来,无人机技术的发展使得无人机成为天文学设施的机载校准平台。这对于分布在大面积上的望远镜阵列尤其如此,例如切伦科夫望远镜阵列(CTA)。本文研究了利用无人机进行CTA校准的可行性。假设无人机在CTA上方1 km的高度,在天文学上晴朗的夜晚操作,分层,低大气尘埃含量,对校准光源和机载光电二极管进行适当的热保护以监测其绝对光强度,CTA的相同尺寸级别的望远镜的相互校准被发现是可以实现的,具有6- 8%的不确定性。对于不同望远镜尺寸级别的交叉校准,发现8- 10%的系统不确定度是可以实现的。重要的是,为无人机配备多波长校准光源使我们能够监测CTA望远镜光学系统的波长依赖性退化,使我们不仅能够在望远镜部署的最初几年后保持这种6- 10%的不确定性,而且还可以准确地解释多波长退化对其他技术CTA交叉校准的影响,即空气簇射和局部μ子的图像。因此,基于UAV的系统为CTA提供了几种独立和互补的方法,用于交叉校准各个望远镜的光学吞吐量。此外,在无人机系统上安装环境传感器不仅使我们能够最大限度地减少与校准信号的大气传输相关的系统不确定性,还使我们能够绘制CTA上方的灰尘含量,并在每次无人机飞行时监测CTA上方第一公里大气的温度,湿度和压力分布。
2017-11-04 astro-ph.IM
Mechanics and cooling system for the camera of the Large Size Telescopes of the Cherenkov Telescope Array (CTA)
CTA大型望远镜的相机机械必须保护和提供一个稳定的环境,其仪器。这是通过封闭在空气和水密体积中的刚性支撑结构来实现的。该结构是专门设计的,以便于提取焦平面电子设备消耗的功率,同时保持其重量足够小,以保证望远镜结构上的最佳负载。热提取系统的设计,以保持电子温度在其最佳的操作范围内,稳定的时间和均匀的相机体积,而它是从望远镜环境中的温度解耦。在这方面的贡献,我们提出了这个系统的细节,以及它的验证有限元分析计算和测试原型的基础上。最后,将讨论与相机机械和电子集成有关的问题。
2013-07-17 astro-ph.IM
The Small-Sized Telescopes for the Southern Site of the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(CTA)将使用三种望远镜尺寸来有效地探测能量范围从几十GeV到几百TeV的宇宙伽马射线。小型望远镜(SST)将构成该阵列的最大部分,覆盖智利帕拉纳尔CTA南部站点的许多平方公里的区域。多达70个SST将由一个国际研究所和团队联合体实施,作为对CTA观测站的实物捐助。SST将提供对1 TeV以上伽马射线的前所未有的灵敏度,以及硬X射线波段以上任何仪器的最高角分辨率。CTA最近已经确定了将用于SST的技术:望远镜将采用双反射镜设计,主反射镜直径约为4米,配备基于SiPM的相机,可从$\sim$ 2000通道读取全波形,覆盖$\sim$ 9 $^\circ$视场。Schwarzschild-Couder光学配置导致小板规模,因此是一个紧凑,具有成本效益的相机。在这方面的贡献,我们描述了在CTA的准备阶段,操作望远镜和相机原型的经验,并最终SST设计的发展。
2021-10-27 astro-ph.IM
The Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(CTA)是地面伽马射线天文学的观测站,将在未来几十年内塑造TeV天文学的领域。CTA将包括100多个成像空气切伦科夫望远镜,部署在两个地点,一个在北半球的拉帕尔马,一个在南半球的智利。CTA的大部分观测时间将通过一个向科学界开放的竞争性提案驱动的时间分配计划进行分配。因此,CTA将成为一种天文工具,补充其他大型地面和空间观测站,这些观测站现在和将来都存在于其他波长和其他信使。在这篇文章中,我将介绍CTA天文台,它的主要特点,以及建设项目的现状。CTA望远镜和相机原型已经获得了第一束光,CTA阵列的部署将很快开始。科学分析软件已经处于良好状态,并可供更广泛的社区准备CTA科学和数据分析。
2020-04-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Real-Time Analysis sensitivity evaluation of the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(CTA)是新一代甚高能伽马射线天文台,将在约10 GeV至100 TeV以上的连续范围内将当前切伦科夫望远镜的通量灵敏度提高一个数量级。由于在南北半球分布有数十架望远镜,大的有效面积和视场加上快速指向能力,CTA成为探测和了解瞬态、短时间尺度变化现象(例如,伽马射线暴、活动星系核、伽玛射线双星、偶然来源)物理学的重要仪器。用于快速识别耀斑事件的关键CTA系统是实时分析(RTA)管道,这是一个科学警报系统,它将自动检测和生成科学警报,触发事件收集的最大延迟为30秒,并确保与天体物理学界的快速通信。根据CTA设计要求,真实瞬态事件的RTA搜索应在多个时间尺度(从分钟到小时)上执行,灵敏度不低于标称CTA灵敏度的三倍。考虑到CTA对RTA效率和瞬态科学所要求的快速响应能力的要求约束,我们对RTA灵敏度作为CTA高级技术性能(例如有效面积、点扩散函数)和观测时间的函数进行了初步评估。该初步方法允许探索由科学和技术要求定义的复杂参数空间,目的是定义输入参数的可行性范围和RTA管道的最小背景抑制能力。
2015-09-07 astro-ph.IM
Impact of the Cherenkov Telescope Array (CTA) altitude on Dark Matter searches in the Milky Way Halo
利用现有的切伦科夫地面望远镜对矮星系和银河系晕进行的观测发现,当WIMP质量超过100 GeV时,暗物质(DM)自湮灭的横截面受到了有趣的限制。未来的切伦科夫望远镜阵列(CTA)有望进一步探索粒子物理学标准模型扩展中预测的暗物质候选者的参数空间。由于它的低能量阈值(几十GeV的数量级)和高灵敏度,CTA也将探测比目前实验更低的WIMP质量,但在这一制度的实际性能将受到海拔高度的天文台。使用可能的CTA候选阵列的模拟光子和强子的响应,我们估计如何搜索从银河系晕的WIMP湮灭信号将受到不同的可能CTA网站的海拔高度的影响。
2013-07-17 astro-ph.HE astro-ph.IM
Developments for coating, testing, and aligning Cherenkov Telescope Array mirrors in Tübingen
切伦科夫望远镜阵列(Cherenkov Telescope Array,CTA)是下一代甚高能量伽马射线气簇切伦科夫天文台。CTA将由许多三种不同直径的分段反射镜望远镜组成,放置在两个阵列中,一个在北半球,一个在南半球,从而覆盖整个天空。镜面瓦片的总数将达到10000个数量级,对应的反射面积约为10^4平方米。位于蒂宾根的天文学和天体物理研究所正在开发涂覆玻璃基板镜面砖的程序,正在参与CTA镜面原型测试,并正在制作主动镜面控制对准机械、电子和软件的原型。我们将介绍我们的工作现状和未来发展计划。
2013-07-19 astro-ph.IM
Status of the Schwarzchild-Couder Medium-Sized Telescope for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(Cherenkov Telescope Array,CTA)计划成为下一代甚高能(VHE; E > 100 GeV)伽马射线天文台。预计CTA将提高当前一代VHE实验的灵敏度,如VERITAS,HESS和MAGIC,一个数量级。CTA计划由两个切伦科夫望远镜阵列组成,具有三个主镜尺寸。一个基于双镜Schwarzchild-Couder设计的概念验证望远镜正在F.L.的VERITAS网站上建造。位于美国亚利桑那州南部的惠普尔天文台,是中型望远镜的候选设计。望远镜的建造将于2017年初完成,该项目的现状在这里介绍。
2016-10-12 astro-ph.IM
Prototype Open Event Reconstruction Pipeline for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(CTA)是目前正在建设的下一代伽马射线天文台。它的灵敏度将比当前一代的成像大气切伦科夫望远镜(IACT)提高5到10倍,它将能够从两个站点的组合中观察整个天空:西班牙拉帕尔马的北部站点和智利帕拉纳尔的南部站点。CTA也将是第一个开放的伽马射线观测站。因此,数据分析管道被开发为开源软件。事件重建管道接受望远镜的原始数据,并对其进行处理,为更高级别的科学工具提供合适的输入。它的主要任务包括重建每个记录的簇射的物理性质,并提供相应的仪器响应函数。CTIPE是一个框架,提供算法和工具,以促进原始数据校准、图像提取、图像参数化和事件重建。其主要重点是目前模拟数据的分析,但它也已成功地应用于第一个CTA原型望远镜,如大型望远镜1(LST-1)获得的数据分析。pyirf是一个计算IACT仪器响应函数的库,需要从重建的事件列表中获得光谱和光变曲线等物理结果。在这两个基础上,protopipe是CTA事件重建管道的原型。将介绍这些软件包的最新发展。
2021-10-21 astro-ph.IM
A Medium Sized Schwarzschild-Couder Cherenkov Telescope Mechanical Design Proposed for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(Cherenkov Telescope Array,CTA)是一个国际性的下一代地面伽马射线观测站。CTA将作为南半球和北半球数十个小型、中型和大型成像切伦科夫望远镜阵列实施,目标是将当前一代实验的灵敏度提高一个数量级。CTA将提供从~20 GeV到超过300 TeV的能量覆盖。Schwarzschild-Couder(SC)中型(9.5米)望远镜将采用一种新型的消球差双镜光学设计,与传统的Davies-Cotton光学设计相比,能够适应宽视场,角分辨率显著提高。一个全尺寸的SC中型望远镜原型结构已经设计好,将于2015年秋季在亚利桑那州南部的弗雷德·劳伦斯·惠普尔天文台建造。专注于设计的新颖性。
2015-09-10 astro-ph.IM
Second large-scale Monte Carlo study for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(CTA)代表了下一代甚高能伽马射线天文学的地面仪器。它有望将现有仪器的灵敏度提高一个数量级,并提供从20 GeV到200 TeV以上的能量覆盖范围。为了实现这些雄心勃勃的目标,蒙特卡罗(MC)模拟发挥了至关重要的作用,指导CTA的设计。在这里,第二次大规模MC生产的结果报告,提供了一个现实的估计可行的阵列候选人为北半球和南半球的网站的性能,将CTA的能力到当前一代的高能量$γ$ -射线探测器的背景下。
2015-08-25 astro-ph.IM
Contributions from the Cherenkov Telescope Array (CTA) Consortium to the ICRC 2011
切伦科夫望远镜阵列(Cherenkov Telescope Array,CTA)是一个建设下一代VHE伽马射线天文台的项目,具有全天空覆盖。其目标是将现有装置的灵敏度提高约一个数量级,覆盖约50年的能量(从几十GeV到一百TeV以上),并提高角和能量分辨率。2010年期间,该项目成为一项真正的全球性努力,由来自欧洲、亚洲、非洲和南北美洲的约750名合作者组成的联合体开展。此外,在2010年期间,CTA项目完成了设计研究阶段,并开始了筹备阶段,预计将延长三年,并应导致CTA的建设开始。将给出CTA联盟活动项目的概述。
2011-11-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
Silicon Photomultiplier Camera for Schwarzschild-Couder Cherenkov Telescopes
切伦科夫望远镜阵列(Cherenkov Telescope Array,CTA)是一个大气切伦科夫天文台,它将以极高能量的伽马射线对宇宙进行成像。CTA将研究宇宙中最高能量的粒子加速器,并可能确认暗物质的粒子性质。我们设计了一种创新的Schwarzschild-Couder望远镜,它使用两个反射镜在宽视场内实现出色的光学性能。双反射镜光学器件的小板尺度使得使用包括硅光电倍增器和TARGET专用集成电路的现代技术的紧凑型相机能够以适度的重量、体积、成本和功耗读出11,328个通道的精细像素化焦平面。摄像机的设计是分层和模块化的,在每个级别,使强大的建设,操作和维护。一个原型望远镜正在建造中,将在亚利桑那州的VERITAS基地投入使用。一组这样的望远镜将在CTA的核心能量范围内提供出色的角分辨率和灵敏度,从100 GeV到10 TeV。
2014-07-15 astro-ph.IM
Parallel waveform extraction algorithms for the Cherenkov Telescope Array Real-Time Analysis
切伦科夫望远镜阵列(Cherenkov Telescope Array,CTA)是研究从20 GeV到300 TeV的极高能伽马射线的下一代天文台。由于大的有效面积和视场,CTA天文台的特点是对瞬态闪烁伽马射线现象的灵敏度前所未有,与目前的地面(例如MAGIC,VERITAS,H.E.S.S.)和空间(例如费米)伽马射线望远镜。为了触发天体物理学界进行后续观测,或者能够快速响应外部科学警报,快速分析管道至关重要。这将通过实时分析(RTA)管道来实现,这是一个快速和自动化的科学警报触发系统,成为CTA天文台的关键系统。在RTA系统的CTA设计关键要求中,最具挑战性的是在上次采集事件后30秒内生成警报,同时获得不比最终分析差3倍以上的通量灵敏度。必须为RTA管道设计和测试专用的软件和硬件架构。我们提出了使用不同类型的设备,如CPU,图形处理单元(GPU)和现场可编程阵列(FPGA)卡的切伦科夫望远镜阵列(CTA)触发的数据的实时数据减少的OpenCL解决方案的比较。
2015-09-07 astro-ph.IM
Studies towards an understanding of global array pointing for the Cherenkov Telescope Array
对于拟议中的切伦科夫望远镜阵列(CTA),校准后的点源定位精度为3弧秒的目标是在有利的观测条件下,伽马射线能量超过100 GeV。在这方面的贡献,结果的第一次研究的定位精度。这些研究是基于玩具蒙特卡罗模拟的一个典型的CTA南阵列布局,考虑到预期的触发率的不同CTA望远镜类型和伽马射线光谱的模拟源。有了这个模拟代码,它是可能的,以研究作为任意的望远镜错误取向的函数和典型的观测模式的天空中的位置精度。结果提出了各种方案,其中包括一个所有的个别望远镜随机错误的方向在其规定的限制。该研究为CTA的预期源定位精度提供了可靠的下限,并且可以很容易地扩展到包括大气折射或部分云覆盖等各种其他重要影响。
2015-09-07 astro-ph.IM
Cherenkov Light Lateral Distribution Function Estimation as a Function of Zenith Angle
利用蒙特卡罗CORSIKA程序对Tunka-133大范围空气簇射(EAS)Cherenkov阵列的光横向分布函数(CLLDF)进行了模拟。该模拟针对膝区周围的不同初级粒子(e+、e-、p、O、Ar和Fe)在不同的天顶距下以3.10^15 eV的能量进行。通过依赖于Breit-Wigner函数,在此模拟的基础上重建CLLDF的参数化作为天顶距的函数。参数化CLLDF进行了验证,为四个固定的天顶距的模拟进行比较,使用CORSIKA代码为每个初级粒子。
2017-10-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
Cherenkov Telescope Array Data Management
切伦科夫望远镜阵列(CTA)的甚高能伽马射线天文学正在向公共天文台的模式发展。处理、加工和存档CTA仪器生成的大量数据以及交付科学产品是设计CTA数据管理的一些挑战。来自CTA联盟内部和更广泛的全球科学界的科学家的参与需要一个复杂的科学分析系统,该系统能够为用户提供对数据、软件和计算资源的统一和有效的访问。数据管理旨在应对三个主要问题:(i)来自远程望远镜的数据的处理和流动;(ii)“大数据”存档和处理;(iii)开放数据访问。本文介绍了CTA数据管理的总体技术设计、当前的主要发展和原型。
2015-09-03 astro-ph.IM
The ARCADE Raman Lidar System for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(CTA)是下一代地基甚高能量伽马射线仪器;该设施将分为两个阵列,每个半球一个。CTA望远镜的大气校准是一项关键任务。大气以几种方式影响测得的切伦科夫产额:空气簇射发展本身,切伦科夫角随高度的变化,由于切伦科夫光散射和吸收相机视场外的光子损失以及光子散射到相机中。在这种情况下,气溶胶是在时间和空间上变化最大的大气成分,因此需要持续监测。激光雷达是大气物理学中最常用的测量光的气溶胶衰减剖面的仪器之一。ARCADE激光雷达系统是一个非常紧凑和便携的拉曼激光雷达系统,已在FIRB 2010年赠款内建造,目前正在科罗拉多州拉马尔采集数据。ARCADE激光雷达拟在CTA站点运行,目的是对选定站点的气溶胶状况进行首次调查,并将其用作将安装在现场的其他激光雷达的校准基准。建议CTA首先在意大利升级ARCADE激光雷达,然后在拉奎拉与EARLINET网络的激光雷达并行测试。升级包括在接收器上增加水蒸气拉曼通道,以及使用性能更好的新电子设备。建议升级后的系统将从2016年第一个选定的研究中心开始,前往两个CTA研究中心并进行表征。
2015-09-09 astro-ph.IM
The Cherenkov Telescope Array Performance in Divergent Mode
切伦科夫望远镜阵列(CTA)的两个关键科学项目包括对银河系和河外天空进行深入调查,提供能量超过数十GeV的宇宙的公正视图。为了优化进行河外巡天所花费的时间,提出了CTA的所谓“发散模式”,作为传统平行指向的替代观测策略,以增加其瞬时视场。对瞬态VHE源的搜索也将受益于扩展的视野。在发散模式下,每个望远镜指向天空中的一个位置,该位置在向外的方向上略微偏离视场中心。在这方面的贡献,我们提出了第一个完整的蒙特卡罗模拟可能的CTA发散模式设置的性能估计。
2019-07-18 astro-ph.IM
Actuator Development at IAAT for the Cherenkov Telescope Array Medium Size Telescopes
切伦科夫望远镜阵列(CTA)将成为TeV伽马射线天文学的未来天文台。为了提高灵敏度并扩大能量覆盖范围,使之超出现有设施的能力,其设计概念的特点是采用了三种不同大小级别的望远镜。根据H.E.S.S.的经验,第二阶段,蒂宾根天文和天体物理研究所(IAAT)为CTA中型望远镜(MST)的镜面控制系统开发执行器。这项工作的目标是在所有环境条件下的耐用性,高精度和机械稳定性。到目前为止,已经开发了几个版本,并对相应的原型进行了广泛的测试。在这方面的贡献,我们最新的设计修订建议的CTA MST。
2016-10-05 astro-ph.IM
Muon tagging on the Backend-Electronics of CHEC-S -- a compact high-energy camera for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(CTA)将是未来几十年内极高能(VHE)γ射线天文学的领先地面观测站。它的南部站点将拥有大约70个小型望远镜(SST),这些望远镜将确定CTA在1至300 TeV之间的γ射线能量的灵敏度。SST照相机的设计方案之一是基于硅光电倍增器的紧凑型高能照相机(Compact High-Energy Camera,缩写为SE-S)。BEE-S的后端电子设备(BEE)将相机前端模块互连,提供电源和时钟分配、聚合、路由和数据时间戳,最重要的是它实现了相机触发系统。一种新的技术来标记μ子使用该系统的能力已经开发,研究和比较不同的算法,如圆拟合,机器学习和简单的像素计数。这篇文章描述了BEE的设计,并介绍了这种μ子标签的性能和使用它的其他切伦科夫望远镜类型的CTA的前景。
2019-07-23 astro-ph.IM
CORSIKA 8 -- Contributions to the 37th International Cosmic Ray Conference in Berlin Germany (ICRC 2021)
CORSIKA 8协作组织为红十字国际委员会2021年大会提供的六份稿件汇编。说明了该项目的现状。特别是,次级强子以及电磁级联正在单独验证,目前的结果进行了审查。提出了一种新的无线电发射模拟框架,该框架的设计考虑了CORSIKA 8的模块化性质,以支持CoreAS和ZHS形式主义。同时,第一切伦科夫发射计算是基于CORSIKA 8加上GPU切伦科夫发射代码。最后,说明了CORSIKA 8的一个新的强大功能,可以详细研究空气簇射颗粒的整个谱系。
2021-12-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
IVOA Provenance data model: hints from the CTA Provenance prototype
我们介绍了IVOA起源数据模型的最新发展,主要是基于W3C PROV概念。在切伦科夫天文学的背景下,数据处理阶段意味着假设和比较专用的模拟。因此,为了解释高水平的数据产品,来源信息对最终用户至关重要。切伦科夫望远镜阵列(CTA),目前正在筹备中,因此是一个完美的测试案例的IVOA标准的起源信息的发展。我们描述了CTA生产管道中计算起源的一般用例,并探索了提议的W3C符号,如PROV-N格式,以及起源访问解决方案。
2016-01-11 astro-ph.IM
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
Comparison of Different Trigger and Readout Approaches for Cameras in the Cherenkov Telescope Array Project
切伦科夫望远镜阵列(Cherenkov Telescope Array,CTA)是下一代的地面观测站,用于观测能量在10 GeV到几百TeV之间的g射线。CTA目前处于高级设计阶段,将由不同尺寸的主焦点切伦科夫望远镜阵列组成,以确保从阈值到最高能量的适当能量覆盖。CTA阵列与双镜Schwarzschild-Couder望远镜的扩展计划,以提高阵列角分辨率在更广泛的fieldofview.We提出了一个端到端的蒙特卡洛比较触发概念的不同成像相机,将使用在切伦科夫望远镜。比较包括三个替代触发方案(模拟,多数,灵活的模式分析)为每一个相机的设计。该研究还讨论了读出系统的属性(电子器件的模拟带宽,读出窗口的时间长度)的影响,并使用离线簇射重建来研究对能量阈值和通量灵敏度等关键性能的影响
2013-07-18 astro-ph.IM
Towards an optimized design for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(CTA)是一种用于甚高能(VHE)伽马射线天文学的未来仪器,预计将比现有仪器的灵敏度提高一个数量级。为了以经济有效的方式满足CTA的物理目标,在其设计中使用了望远镜阵列的蒙特卡罗模拟。具体来说,我们模拟大型阵列,包括众多的大型,中型和小型望远镜的配置参数选择的基础上,目前的技术设计研究和所涉及的成本的理解。然后选择具有各种布局配置的子集候选阵列,并根据关键性能参数(如灵敏度)进行评估。这是使用许多数据分析方法进行的,其中一些方法是在该领域内开发的,并扩展到CTA,而其他方法是专门为此目的开发的。我们概述了一些关键的结果,从最近的研究,说明我们的方法,CTA设计的优化。
2012-11-16 astro-ph.IM
The Schwarzschild-Couder Telescope for the Cherenkov Telescope Array Observatory
本文介绍了用于CTAO-South的双镜面Schwarzschild-Couder望远镜(SCT)的pSCT原型机升级状态,包括采用SiPM密集焦平面、11,328像素及8度视场相机升级和电子学改进,以提升甚高能伽马射线观测性能。
2025-09-16 astro-ph.IM
Development of a SiPM Cherenkov camera demonstrator for the CTA observatory telescopes
切伦科夫望远镜阵列(CTA)联盟正在开发新一代地面观测站,用于探测超高能伽马射线。意大利核物理研究所正在参与研究和开发切伦科夫光子照相机的可能解决方案,该照相机基于对近紫外线能量敏感的硅光电倍增器探测器。INFN与布鲁诺·凯斯勒基金会(FBK)合作实现的最新NUV-HD SiPM技术基于排列在$6\times6\;\mbox{mm}^2$区域中的$30μ\mbox{m}\times30μ\mbox{m}$微单元传感器。对FBK生产的单个SiPM进行了测试,发现它们的性能适合装备CTA相机。目前,INFN正在开发由64个NUV-HD SiPM制成的原型模块的概念,机械和电子学,旨在装备CTA原型Schwarzschild-Couder望远镜(pSCT)望远镜的可能更新。本文综述了NUV-HD SiPM的性能以及多SiPM组件的设计和测试。
2016-12-24 astro-ph.HE astro-ph.IM
CORSIKA 8 -- the next-generation air shower simulation framework
20多年来,该社区在很大程度上依赖CORSIKA来模拟大范围的空气簇射、切伦科夫光发射和无线电信号。虽然取得了巨大的成功,但CORSIKA基于Fortran的单片设计到版本7限制了对新实验需求的适应,例如,在淋浴从空气过渡到密集介质的复杂场景中,以及新的计算范例,如使用多核和GPU并行化。通过CORSIKA 8,我们在一个现代化的、模块化的、基于C++的仿真框架中重新实现了CORSIKA的核心功能,并成功地在CORSIKA 7中进行了验证。在这里,我们讨论了CORSIKA 8的理念,展示了一些示例应用程序,并介绍了当前的实施状态以及未来的计划。
2022-10-28 astro-ph.HE 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
Single-Mirror Small-Size Telescope structure for the Cherenkov Telescope Array
来自波兰、瑞士和德国的科学机构联盟已经提出了一个单镜小型(1 M-SST)戴维斯-科顿望远镜,用于切伦科夫望远镜阵列(CTA)的南部天文台。该望远镜有一个直径4米的反射镜,并将配备一个基于盖革雪崩光电二极管(APD)的全数码相机。这种设计对于CTA来说特别有趣,因为它代表了SST的非常简单,可靠和廉价的解决方案。本文介绍了1 M-SST望远镜的机械结构及其驱动系统的设计和特点。我们还讨论了有限元方法分析的结果,以证明设计符合CTA规范和科学目标。此外,我们报告的原型望远镜结构在克拉科夫核物理研究所PAS的建设的现状。
2013-07-16 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
Progress in Monte Carlo design and optimization of the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(CTA)将是一种覆盖极高能伽马射线(VHE)宽能量范围的仪器。CTA将包括几种类型的望远镜,以优化整个能量范围内的性能。CTA超集(包括许多不同的可能CTA布局作为子集)的大规模蒙特卡罗(MC)模拟和专用于各个方面的小规模模拟都已进行并正在进行中。我们总结了上一轮大规模模拟的结果,显示了设计现在已经超越了上一轮的保守假设,并从正在进行的新一轮MC模拟中获得了第一个结果。
2013-07-10 astro-ph.IM
Raman LIDARs and atmospheric calibration for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(CTA)是下一代成像大气切伦科夫望远镜。它将达到迄今为止任何其他高能伽马射线实验所没有的灵敏度和能量分辨率。了解系统的不确定性一般将是一个关键问题的CTA的性能。众所周知,大气条件在这方面起着特别重要的作用。在CTA联盟内,目前有几个小组正在建造拉曼激光雷达,安装在这两个地点。拉曼激光雷达是由一束射入大气的强激光、一个收集分子和气溶胶后向散射光的收集器、一个光传感器、一个光谱选择感兴趣波长的光学模块和一个读出系统组成的设备。与目前使用的弹性激光雷达不同,它们可以帮助将大气分子和气溶胶成分的系统不确定性降低到<5%,从而使CTA能够实现其能量分辨率<10%的要求在这项工作中的所有拉曼激光雷达的设计特点,使他们不同于典型的拉曼激光雷达在大气科学中使用,其特点是大收集镜(2.5m2)和减少采集时间。它们提供多个弹性和拉曼读出通道以及定制的光学设计。本文讨论了拉曼激光雷达的动机,介绍了这些技术的设计和进展情况。
2017-09-14 astro-ph.IM
Synergies between the Cherenkov Telescope Array and THESEUS
切伦科夫望远镜阵列(CTA)被设计成下一个在甚高能(VHE,$\gtrsim 100$ GeV)伽马射线波段运行的主要天文台。它将建立在成像大气切伦科夫技术的基础上,但在性能方面将比目前的仪器更进一步。它在短时间尺度上的灵敏度和快速重定向系统将使CTA成为观测伽马射线瞬变天空的完美设施。在这方面,CTA与其他多波长和多信使设施之间的协同作用预计将进一步扩大CTA的科学范围。由于其特性,THESEUS将对X射线可变天空进行前所未有的监测,检测,定位和识别瞬变。它将为CTA后续瞬态及其宽带表征提供外部触发和准确位置,在未来十年后为CTA发挥关键作用。
2018-02-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
Monte Carlo Performance Studies of Candidate Sites for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(Cherenkov Telescope Array,CTA)是下一代伽马射线天文台,灵敏度在20 GeV到300 TeV以上的能量范围内。CTA拟由两个40-100个成像大气切伦科夫望远镜阵列组成,在北半球和南半球各设一个站点。CTA候选站点的评估过程由详细的蒙特卡罗模拟支持,该模拟考虑了站点高度和地磁场配置等不同属性。在这方面的贡献,我们提出了不同的CTA网站候选人的测量非常高的能量伽马射线的灵敏度和性能的比较。
2015-08-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
Large Size Telescope camera support structures for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(CTA)大尺寸望远镜(LST)的摄像机支撑结构的设计是基于椭圆拱形几何形状,沿其正交投影由两组对称的稳定绳索加强。最小的相机位移,最小的重量,最小的望远镜反射镜上的阴影,结构的最大强度和快速动态稳定方面的主要要求导致了碳纤维塑料增强(CFPR)技术的应用。这项工作提出的设计,静态和动态性能的望远镜满足关键规格的主要科学目标的CTA LST,例如伽马射线暴检测。
2013-07-11 astro-ph.IM
Prototype operations of atmospheric calibration devices for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(CTA)计划校准系统的大气监测设备正在进行密集的开发,原型设计和测试。全天空照相机、日/月光度计和铁磁记录仪望远镜已逐步部署在未来的CTA站点,其主要目标是确定站点特征,同时能够评估其在现实环境条件下的运行可靠性。所有三个设备都显示出在极端干燥和南部场地的大温度变化以及北部场地冬季偶尔出现的恶劣天气中顺利工作的能力。95%的时间目标可用性尚未达到,主要是由于在没有未来CTA基础设施的情况下,由于安装的远程性而难以修复的轻微硬件故障。在原型操作过程中积累的经验将有助于提高最终仪器的可靠性。拉曼激光雷达,在本次会议的单独会议记录中描述,和红外云高计,准备在布拉格测试,将补充在不久的将来的大气校准设备。正在最后确定CTA运行期间大气校准的最后操作程序,其中包括使用全天空照相机和云高仪监测整个天空的云层,以及使用激光雷达和FRAM精确测量CTA阵列视场内随高度和位置变化的大气传输。
2019-09-17 astro-ph.IM
The Cherenkov Telescope Array: Science Goals and Current Status
切伦科夫望远镜阵列(CTA)是计划在未来十年及以后建立的主要地面伽马射线观测站。CTA由两个大型大气切伦科夫望远镜阵列(一个在南半球,一个在北半球)组成,与现有仪器相比,CTA将具有更高的角分辨率,更宽的能量范围,灵敏度提高约一个数量级。CTA的科学计划将是丰富和多样的,涵盖宇宙粒子加速,极端环境的天体物理学,以及超越标准模型的物理学前沿。本文概述了CTA的科学目标,并涵盖了该项目的现状。
2019-04-27 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Design Concepts for the Cherenkov Telescope Array
地面伽马射线天文学取得了重大突破,利用大气层切伦科夫望远镜成像系统获得了令人印象深刻的结果。地基伽马射线天文学在天体物理学、粒子物理学和宇宙学方面具有巨大潜力。CTA是一项国际倡议,旨在建立下一代仪器,在100 GeV至10 TeV范围内灵敏度提高5-10倍,并扩展到远低于100 GeV和高于100 TeV的能量。CTA将由两个阵列(一个在北部,一个在南部)组成,用于全天空覆盖,并将作为开放式天文台运行。CTA的设计基于当前可用的技术。本文件报告了CTA的现状,并介绍了CTA的主要设计概念。
2012-04-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Instrument Response Function Format for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(CTA)是一个未来的地面观测站(有两个地点,在北半球和南半球),将用于研究非常高能量的伽马射线天空。CTA观测将由外部用户提出或由天文台发起,CTA天文台将处理由此产生的测量结果,并将简化的数据提供给相应的提议者。还将提供仪器响应函数(IRF),将阵列测量的量转换为相关的科学产品(即光谱,天空图,光变曲线)。由于望远镜的响应取决于许多相关的观测量和物理量(例如伽马射线到达方向、能量、望远镜方位、背景光、天气条件等),CTA IRF可能会增长到越来越大的文件大小,这对于在特定观察情况下的使用来说可能变得笨拙或不切实际。为此,正在制定一个定制的综合报告格式(符合FITS标准),以将综合报告格式的文件大小减少到更易于管理的程度。这种格式是有吸引力的,因为它能够存储多个参数(在选定的范围内)有关的仪器性能的分箱和参数化的格式,为各种阵列和观测条件。原型的格式、初步设计和测试细节将在下文提供。
2015-09-03 astro-ph.IM
A Prototype for the Cherenkov Telescope Array Pipelines Framework: Modular Efficiency Simple System (MESS)
切伦科夫望远镜阵列(CTA)是一个地面$γ$射线天文台,将从两个半球的设施观测能量范围从20 GeV到100 TeV的整个天空。它将由100多台望远镜组成,产生大量数据。除储存系统外,软件架构亦须具备高效率的数据处理要求,即稳健性、执行速度及编码效率。本文将为CTA提供一个简单的管道框架设计原型,该原型建立在知名工具的基础上,允许用户专注于物理问题,而无需学习复杂的软件范例。
2015-09-07 astro-ph.IM