Cherenkov Tau Shower Earth-Skimming Method for PeV-EeV Tau Neutrino Observation with Ashra
本文描述了一种利用地球上τ中微子相互作用产生的衰变τ的空气簇射产生的切伦科夫光观测PeV-EeV τ中微子的方法。为了利用掠地τ中微子探测技术实现中微子天文学，由于以下问题，高精度地确定到达方向是关键：（1）通过识别源自地球表面内的那些顶点来明确识别中微子;（2）识别非常高能量的中微子源。Ashra探测器使用新开发的集光器，实现了42度直径的视场和角分分辨率。因此，它具有优越的角分辨率成像切伦科夫空气簇射。本文对Ashra-1切伦科夫τ簇射观测方法的灵敏度和宇宙线背景进行了估算。提供了调试运行和长期观察（配备齐全的触发系统和一个光收集器）的数据。我们的估计是基于一个详细的蒙特卡罗模拟，它描述了所有相关的淋浴过程，从中微子相互作用的切伦科夫光子探测产生的τ空气淋浴。此外，利用极大似然方法对确定切伦科夫簇射到达方向的潜力进行了评估。我们的结论是，Ashra-1探测器是一个独特的探测极高能量中微子及其加速器。
2012-10-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
Event reconstruction with the proposed large area Cherenkov air shower detector SCORE
建议SCORE探测器由一个大阵列的光收集模块设计的广泛的空气簇射的切伦科夫光阵面采样，以检测高能量的伽马射线。探测器站的大间距使得可以以合理的努力覆盖巨大的区域，从而实现高达约几个10 PeV的能量的良好灵敏度。本文介绍了SCORE的事件重建算法，并用它在角分辨率、能量分辨率、簇射深度分辨率和γ/强子分离等方面获得了预期的探测器性能。
2009-09-03 astro-ph.HE astro-ph.IM
Possibility of Using a Satellite-Based Detector for Recording Cherenkov Light from Ultrahigh-Energy Extensive Air Showers Penetrating into the Ocean Water
我们估计了切伦科夫辐射的反射分量，它是在海洋表面上一次能量为10^20 eV的大范围空气簇射的发展过程中产生的。已经表明，在TUS实验的条件下，在荧光轨迹末端的反射切伦科夫光子的闪光可以在天顶距高达20度的簇射中被识别。
2011-10-13 astro-ph.HE 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
Characterization of Atmosphere-Skimming Cosmic-Ray Showers in High-Altitude Experiments
本文利用ZHAireS-RASPASS模拟程序研究了高海拔实验中大气掠射宇宙线簇射的特性，分析了纵向剖面涨落与能量、方向、质量的关系，并确定了利于探测的到达方向范围，为高海拔及气球载实验设计与数据解释提供参考。
2024-07-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
Scientific Verification of the High Altitude Water Cherenkov observatory
高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台是一个TeV伽马射线和宇宙射线探测器，目前正在墨西哥普埃布拉州Sierra Negra火山附近海拔4100米处建造。HAWC天文台是一个广泛的空气簇射阵列，由300个光学隔离的水切伦科夫探测器（WCD）组成。每个WCD包含$\sim$ 200，000升过滤水和4个朝上的光电倍增管。2014年秋季，HAWC观测站将达到22，000米的$^{2}$，灵敏度将比其前身Milagro高15倍。自2012年9月以来，已经对30多个WCD进行了仪器化和数据采集。第一个试运行阶段对于数据采集和事件重建算法的验证至关重要。此外，随着装有仪表的WCD数量的增加，重要的是要验证不同配置几何形状下采集的数据。在这项工作中，我们提出了蒙特卡罗模拟和实验记录的数据之间的比较，在24小时的生活时间在2013年4月14日和15日，当29个WCD是活跃的。
2014-05-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
Azimuthal distribution of Cherenkov photons and corresponding electron-positron asymmetry in EASs of different primaries
本文研究了不同能量的$γ$射线、质子和铁原色以不同的天顶距入射在高空观测高度上所引发的广泛空气簇射（EAS）中切伦科夫光子的方位分布。本文还研究了电子和正电子的方位角分布及其不对称行为，以了解电子自旋共振中切伦科夫光子的方位角分布特征。这项研究背后的主要动机是，看看切伦科夫光子的方位角分布是否可以提供任何手段来区分$γ$射线引发的阵雨从强子引发的阵雨在地面$γ$射线天文实验。除此之外，这种研究对于理解$γ$射线簇射和强子簇射的一般性质也是重要的。我们使用CORSIKA 6.990模拟软件包来生成簇射。研究表明，切伦科夫光子的方位角分布具有双峰性质，这是由于电子和正电子在方位角平面上的分离造成的。分布的图案是更敏感的初级粒子的能量比它的入射角。$γ$射线和手离子引发的簇射的分布没有显著差异。
2018-03-31 astro-ph.HE astro-ph.IM
3D simulation for Cherenkov emissions in Extensive Air Showers
本文报道了广泛空气簇射（EAS）中切伦科夫光子辐射的三维数值模拟。CORSIKA是用于描述EAS的最广泛使用的蒙特卡罗生成器，但由于所需的大量数据存储和运行时间，不建议计算EAS在超高能量下的切伦科夫光发射。所提出的BinTheSky是一个框架来模拟切伦科夫光发射使用的空间信息产生的蒙特卡洛发生器。光在淋浴器中发射，传播并衰减到地面。该框架使人们能够计算光的空间，时间和方向分布在地面或在给定的高度，而超高能宇宙线实验的通常方法依赖于模拟的纵向簇射发展和参数化的横向簇射分布。
2017-02-10 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Measuring extensive air showers with Cherenkov light detectors of the Yakutsk array: The energy spectrum of cosmic rays
利用雅库茨克阵列的空气切伦科夫光探测器研究了10^15 eV ~ 6*10^19 eV范围内的宇宙射线能谱。大气中广泛的空气簇射的相对论性电子（包括正电子）产生的光子的总通量被用作初始粒子引发簇射的能量估计。根据先前的测量结果，所得到的宇宙射线的微分通量分别在能量为3*10^15 eV和~10^19 eV处表现出膝盖和脚踝的特征。比较观测数据与模拟的膝盖和脚踝地区，以选择模型的银河系和河外成分的宇宙射线更好地描述测量的能谱。
2009-02-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
Lateral Distribution Function of Extensive Air Showers Cherenkov Light and Stable Laws: Fast Modelling Method for the CORSIKA Code
本文提出用二维分数稳定分布近似切连科夫光横向分布函数，基于 CORSIKA 模拟，实现类似 NKG 的快速建模方法。
2024-11-28 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
Studies of the Time Structure of Extended Air Showers for Direction Reconstruction with the HAWC Outrigger Array
高海拔水切伦科夫（HAWC）伽马射线天文台是一个地面空气簇射阵列，旨在探测大气空气簇射的次级粒子在水中产生的切伦科夫光。为了提高在最高能量下的灵敏度，特别是对于落在主阵列之外的簇射芯，在主阵列（支腿阵列）周围安装了345个较小的水切伦科夫探测器（WCD）。这一扩展将HAWC的仪表化面积增加了四倍。随着阵列尺寸的增加，以及探测距离核心更远的簇射粒子的能力，了解簇射阵面的时间结构对于准确的方向重建至关重要，并要求进行适当的建模。在这方面的贡献，我们提出了一个模型的淋浴前所期望的观察得到的支腿从蒙特卡罗模拟。将该模型应用于簇射改造，研究了空气簇射参数的改进。
2019-08-29 astro-ph.HE astro-ph.IM
Reconstruction of Cherenkov radiation signals from extensive air showers of cosmic rays using data of a wide field-of-view telescope
描述了宽视场切伦科夫望远镜的工作原理。探测宇宙射线（CR）的广泛空气簇射（EAS）是基于与雅库茨克阵列信号的重合。望远镜的数据采集系统产生与EAS发展参数有关的信号：据推测，大气中的阵雨年龄和阵雨最大值的位置。在这里，我们描述了用于重建切伦科夫辐射信号的信号处理方法CR阵雨。信号参数的分析结果在确认的切伦科夫辐射信号的持续时间与簇射核心的距离的已知的相关性。所测量的芯距离依赖性用于设置沿着EAS轴的切伦科夫辐射强度高于半峰幅度的区域的尺寸的上限。
2019-12-27 astro-ph.IM
Software Suite for Modeling Cherenkov Images of Extensive Air Showers in the SPHERE-3 Detector
本文介绍了一套用于模拟SPHERE-3望远镜探测器网格上切伦科夫光形成的计算软件，以支持1-1000 PeV宇宙线起源与传播研究。
2024-10-19 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
Parameterisation of lateral density and arrival time distributions of Cherenkov photons in EASs as functions of independent shower parameters for different primaries
用CORSIKA程序模拟了100 GeV ~ 100 TeV能量范围内广泛空气簇射（EASs）中切伦科夫光子的横向密度和到达时间分布。在此基础上，得到了不同观测高度、天顶角从0 $^\circ$到40 $^\circ$入射的初级$γ$射线光子、质子和铁核的近似函数。这样的参数化是重要的初级粒子识别，重建的簇射观测值，从而更有效地解开的$γ$射线簇射的强子簇射。从我们的参数化分析中，我们发现，即使横向密度的几何形状（$ρ_{ch}$）和到达时间（$t_{ch}$）分布对于特定能量处的不同原色是不同的（$E$），在特定的入射角（$θ$）和在特定的观察高度在从显示核（$H$）到给定距离的距离上，分布分别遵循相同的数学函数$ρ(E,R,θ,H) = a E^{b}\exp[-\{c R + (θ/d)^{2}-f H\}]$和$t(E,R,θ,H) = l E^{-m}\exp(n/R^{p})(θ^q+s)(u {H}^2+v)$，但是具有不同的函数参数值。
2018-07-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
ShowerModel: A Python package for modelling cosmic-rayshowers, their light production and their detection
宇宙线观测站必须依靠蒙特卡罗模拟进行设计、校准和数据分析。详细的模拟在计算上要求很高。我们提出了一个名为ShowerModel的基于Python的软件包，用于模拟宇宙射线簇射、它们的光产生以及一系列望远镜的检测。它是基于参数化的切伦科夫和宇宙射线诱导的空气簇射的荧光发射。该软件包允许模拟荧光望远镜，成像空气切伦科夫望远镜，广角切伦科夫探测器或任何混合设计。ShowerModel被认为是一种加速计算的工具，不需要完全模拟，或者可以补充复杂的蒙特卡罗研究和数据分析（例如，作为交叉检查）。它也可以用于教育目的。
2021-02-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
Lateral density and arrival time distributions of Cherenkov photons in extensive air showers: a simulation study
我们利用CORSIKA模拟软件包研究了大范围空气簇射中切伦科夫光子的密度和到达时间分布的一些特征。本研究的主要目的是观察强子相互作用模型对Cherenkov光子的产生模式与簇射核距离的关系。这些研究在地面$γ$ -射线天文学中非常重要，可以有效地抑制巨大的宇宙线背景，其中大气切伦科夫技术在几百GeV到几TeV的能量范围内被广泛使用。我们发现，对于所有的初级粒子，切伦科夫光子的密度分布都服从负指数函数，其系数和斜率随初级粒子的类型、能量和相互作用模型组合的类型而不同。而切伦科夫光子的到达时间分布模式遵循形式为$t (r) = t_{0}e^{Γ/r^λ}$的函数，函数参数取值不同。强子相互作用模型组合对$γ$射线原色的密度和到达时间分布没有显著影响。然而，对于强子簇射，在不同的条件下，模型组合的影响是显着的。
2015-02-20 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
The Tunka Radio Extension: reconstruction of energy and shower maximum of the first year data (ICRC 2015)
自2012年秋季投入使用以来，Tunka-Rex，空气切伦科夫探测器Tunka-133的无线电扩展，进行了三年的空气簇射测量。目前，该探测器由44个天线组成，分别连接到位于西伯利亚通卡山谷的空气切伦科夫和闪烁体探测器。在这些探测器的触发下，Tunka-Rex可以测量高达EeV级别的空气簇射的无线电信号。这种配置提供了一个独特的可能性之间的交叉校准空气切伦科夫，无线电和粒子技术。我们提出了重建方法的能量和簇射最大开发的COREAS模拟，它允许精确的竞争与空气切伦科夫技术。我们将这些方法应用于通卡-雷克斯在第一年获得的数据，我们使用交叉校准，我们比较的结果与重建的能量和簇射最大值通卡-133，这也提供了一个重建的簇射核心用于无线电重建。我们的方法已经表明，大气的簇射最大值（$X_\mathrm{max}$）的深度可以重建的精度优于40 g/cm $^2$的高质量的事件，在某些情况下，即使只有三个天线站有信号。能量精度与15%的空气切伦科夫精度相当。不久，将用第二年的独立数据对结果进行检查。
2015-09-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Temporal signatures of the Cherenkov light induced by extensive air showers of cosmic rays detected with the Yakutsk array
我们分析的信号的时间特性从宽视场（WFOV）切伦科夫望远镜（CT）检测广泛的空气簇射（EAS）的宇宙射线（CR）与雅库茨克阵列的表面探测器重合。我们的目的是揭示EAS的测量特性和物理性质之间的因果关系。
2016-04-18 astro-ph.IM
Optic detectors calibration for measuring ultra-high energy extensive air showers Cherenkov radiation by 532 nm laser
PMT矩阵的标定是切伦科夫跟踪探测器数据处理的关键。此外，由于取决于季节，天气等大气中的气溶胶丰度的高度可变性，在测量期间需要对大气透明度进行持续监测。为此目的，除了传统的方法外，还使用了激光大气探测站。
2014-12-24 astro-ph.IM
Searching for tau neutrinos with Cherenkov telescopes
切伦科夫望远镜有能力通过寻找非常倾斜的簇射来探测能量范围为1- 1000 PeV的高能τ中微子。如果由τ中微子产生的τ轻子从地球或山脉中逃逸，它将衰变并在空气中引发簇射，这可以通过空气簇射荧光或切伦科夫望远镜检测到。在本文中，我们提出了详细的蒙特卡罗模拟相应的事件率VERITAS和两个建议切伦科夫望远镜阵列网站：流星陨石坑和Yavapai牧场，其中使用代表AGN中微子通量模型，并考虑到地形条件的探测器网站。中微子灵敏度的计算取决于观测时间和能谱的形状，但在某些情况下，与冰立方探测器的相应中微子灵敏度相当，甚至更好。对于VERITAS和所考虑的切伦科夫望远镜阵列站点，由于周围山脉的存在，预期的中微子灵敏度比MAGIC站点高出3倍。
2014-07-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Potential of Water-Cherenkov Air Shower Arrays for detecting transient sources of high-energy astrophysical neutrinos
本文研究水切伦科夫空气簇射阵列探测10 GeV至100 TeV高能中微子瞬变源的能力，提出利用站点双面光传感器、信号时间特征与机器学习的方法，并证明其与IceCube及Hyper-Kamiokande等实验具有互补性。
2024-06-13 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
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
Singular Templates of Imaging Cherenkov Shower distribution (STOICS): A background estimation method for Very-High-Energy $γ$-ray observations
Department of Physics and Astronomy, Barnard College, Columbia University（哥伦比亚大学巴纳德学院物理与天文系）；Université Paris-Saclay, Université Paris Cité, CEA, CNRS, AIM（巴黎萨克雷大学、巴黎西岱大学、法国原子能和替代能源委员会、法国国家科学研究中心、天体物理学与信息数学研究所）；Department of Physics, University of Maryland（马里兰大学物理系）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）
针对扩展 γ 射线源的 IACT 数据分析，当源角尺寸超过或占据视野显著部分时，需采用基于奇异值分解的背景估计方法以提高系统不确定性的理解。
2026-03-17 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
Wide field-of-view Cherenkov telescope for the detection of cosmic rays in coincidence with the Yakutsk extensive air shower array
雅库茨克阵列小组正在开发一种宽视场切伦科夫望远镜，与大面积空气簇射阵列的表面探测器配合使用。目前，具有前端电子设备的反射望远镜的工程原型正在设计，组装和测试，以证明设想仪器的可行性。介绍了原型望远镜的状况和规格，以及现有的用于测量超高能宇宙射线的切伦科夫光探测器阵列的现代化方案。
2014-10-15 astro-ph.IM
Detection of tau neutrinos by Imaging Air Cherenkov Telescopes
本文研究了用切伦科夫成像望远镜寻找非常倾斜的簇射来探测1-1000 PeV能量范围内的τ中微子的可能性。中微子引起的τ轻子从地球逃逸可能会衰变并引发空气簇射，这可以通过荧光或切伦科夫望远镜检测到。我们在这里提出了一个研究的探测潜力的地球掠过中微子考虑到中微子在地壳中的相互作用，当地的物质分布在不同的探测器站点，在空气中的发展τ诱导阵雨和探测切伦科夫光子与IACT。我们分析了相机焦平面上的模拟淋浴图像，并基于Hillas参数实现了通用重建链。我们发现，目前的IACTs可以区分大气簇射诱导的τ中微子从背景的强子簇射在PeV-EeV的能量范围。我们提出的中微子触发效率得到的几个配置正在考虑下一代切伦科夫望远镜，即切伦科夫望远镜阵列。最后，对于一些代表性的中微子光谱预计从天体物理来源，我们比较预期的事件率在运行IACT的预期专用冰立方中微子望远镜。
2016-06-06 astro-ph.IM
Detection of tau neutrinos by Imaging Air Cherenkov Telescopes
本文研究了用切伦科夫成像望远镜寻找非常倾斜的簇射来探测1-1000 PeV能量范围内的τ中微子的可能性。中微子引起的τ轻子从地球逃逸可能会衰变并引发空气簇射，这可以通过荧光或切伦科夫望远镜检测到。我们在这里提出了一个研究的探测潜力的地球掠过中微子考虑到中微子在地壳中的相互作用，当地的物质分布在不同的探测器站点，在空气中的发展τ诱导阵雨和探测切伦科夫光子与IACT。我们分析了相机焦平面上的模拟淋浴图像，并根据Hillas参数实现了通用重建链。我们发现，目前的IACTs可以区分大气簇射诱导的τ中微子从背景的强子簇射在PeV-EeV的能量范围。我们提出的中微子触发效率得到的几个配置正在考虑下一代切伦科夫望远镜，即切伦科夫望远镜阵列。最后，对于一些代表性的中微子光谱预计从天体物理来源，我们比较预期的事件率在运行IACT的预期专用冰立方中微子望远镜。
2015-08-12 astro-ph.IM
Estimation of the height of the first interaction in gamma-ray showers observed by Cherenkov telescopes
极高能量的伽马射线进入大气层后会引发广泛的空气簇射（EAS）。由EAS引起的切伦科夫光可以通过地面望远镜观察到，以研究初级伽马射线。决定EAS演化的一个重要参数是初级粒子的第一次相互作用的高度。然而，切伦科夫望远镜无法直接测量这个变量。我们研究了两个简单的，独立的方法估计的第一个相互作用的高度。我们测试的方法，使用蒙特卡罗模拟的4个大尺寸望远镜（LST），是目前建造的切伦科夫望远镜阵列（CTA）天文台的一部分。我们发现，使用这样一个估计的参数在γ/强子分离可以带来一个温和的改善（~10-20%）的灵敏度在能量范围内~30-200 GeV。
2018-07-30 astro-ph.IM
A simulation study on few parameters of Cherenkov photons in extensive air showers of different primaries incident at various zenith angles over a high altitude observation level
本文研究了不同能量和不同天顶距的$γ$射线、质子和铁等初级粒子在广泛空气簇射（EAS）中产生的切伦科夫光子的横向密度、到达时间和角位置分布。本研究是我们早期工作\cite{Hazarika}的扩展，涵盖了广泛的能量范围的地基$γ$射线天文学与广泛的天顶距（$\le 40^\circ$）的初级粒子，以及扩展到研究角分布模式的切伦科夫光子在EAS。这种类型的研究是重要的区分$γ$射线发起的阵雨强子阵雨在地面的$γ$射线天文学，其中大气切伦科夫技术（ACT）正在使用。重要的是，这样的研究提供了一般的$γ$射线和强子簇射的性质的洞察力。在这项工作中，CORSIKA 6.990模拟代码用于生成EAS。与文献\cite{Hazarika}的情况类似，本文还发现，当初始粒子的类型、能量和天顶距的函数参数取不同值时，切伦科夫光子的横向密度分布和到达时间分布几乎分别与函数$ρ_{ch}(r) = ρ_{0}\;e^{-βr}$和$t_{ch}(r) = t_{0}e^{Γ/r^λ}$一致。切伦科夫光子相对于簇射轴的角位置分布随初始类型、能量和天顶距的不同而呈现出不同的特征。
2018-03-10 astro-ph.IM
Radio Emission from Atmosphere-Skimming Cosmic Ray Showers in High-Altitude Balloon-Borne Experiments
本研究使用ZHAireS-RASPASS程序表征了气球实验中掠大气宇宙线簇射的射电发射特性，揭示了由近水平几何结构引发的折射不对称性和由地磁场累积效应导致的相干不对称性。
2024-09-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Operating Water Cherenkov Detectors in high altitude sites for the Large Aperture GRB Observatory
水切伦科夫探测器（WCD）是使用单粒子技术探测10 GeV - 1 TeV能量范围内伽马射线暴的有效探测器，因为它们对高能光子在大气中级联时产生的低能次级光子敏感。大孔径伽玛射线暴天文台（LAGO）在高海拔地区（海拔4500米以上）运行WCD阵列。在玻利维亚、墨西哥和委内瑞拉，计划扩展到秘鲁。详细的操作和稳定性，这些WCD在偏远地区的高背景率的粒子将被详细说明，并与模拟。还将介绍由于在高空运行、大气影响和太阳活动以及可能的硬件改进而产生的具体问题。
2009-06-04 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Cherenkov light from Horizontal Air Shower
我们目前的水平EAS模拟结果的重点是测量切伦科夫光的机会，从空气阵雨在平流层气球高度（如。EUSO-SPB2）。对于在38公里高度的1平方米的紫外光探测器，到地球大气层边缘的最大水平距离约为1000公里，这表示大气层的深度为10000 g/cm 2。EAS电子元件产生的切伦科夫光在到达探测器的过程中会被大气散射，对探测光没有贡献。最有希望的方案依赖于EAS μ子在距离探测器约300公里范围内发射的能量超过100 GeV的光的探测（需要在高海拔产生切伦科夫光和μ子在很长的距离内生存）。在这种情况下，我们可能期望测量切伦科夫光从质子诱导EAS的能量在1 e17和1 e18 eV之间，下限与信号的强度有关，上限是由于CR通量的几何因子的产品。
2019-09-27 astro-ph.IM
Approximating the Lateral Distribution Function of Cherenkov Radiation as a Function of the Particle Type for Tunka-133 Array
本文的主要工作是分析广泛空气簇射（EAS）中粒子的切伦科夫辐射的横向分布函数（LDF）。利用CORSIKA程序对Tunka-133阵列条件下的垂直簇射的许多基色在膝区附近的1 PeV初级能量下进行了切伦科夫辐射LDF的模拟。根据切伦科夫光LDF的数值模拟结果，对几个粒子重新设置了参数化多项式函数集，作为初级粒子类型的函数。对垂直EAS级联中的几种初级粒子，用近似的切伦科夫辐射LDF与用CORSIKA程序模拟的Tunka-133阵列的LDF进行了比较。
2018-10-24 astro-ph.HE astro-ph.IM
Performance Studies of Layered Water Cherenkov Detectors
针对下一代空气簇射探测器对超高能伽马射线和宇宙线质量成分的探测需求，研究了分层水切伦科夫探测器的性能，展示原型水箱性能与模拟对比，还计算了满足GCOS观测站要求的探测器数量和间距。
2025-08-24 astro-ph.HE 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
Probabilistic modeling of Cherenkov emission from particle showers
University of Wisconsin—Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Academia Sinica（中央研究院）
本文提出概率模型描述粒子 shower 在冰或水中的 Cherenkov 光产率，以提高事件间波动的描述精度，从而提升中微子望远镜的模拟准确性。
2026-02-16 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Measuring a Cherenkov ring in the radio emission from air showers at 110-190 MHz with LOFAR
测量来自空气簇射的无线电发射提供了一种新的方法来确定初级宇宙射线的性质，例如它们的质量和能量。理论预测，相对论时间压缩效应导致放大发射的环，其开始主导频率高于~100 MHz的发射模式。在这篇文章中，我们提出了这种结构的第一个详细的测量。用LOFAR射电望远镜在110 - 190 MHz频率范围内测量了空气簇射射电发射中的环形结构。这些数据很好地描述了CoREAS模拟。它们清楚地证实了将空气折射率作为高度的函数包括在内的重要性。此外，切伦科夫环的存在提供了可能性的几何测量的簇射最大值的深度，这反过来又取决于初级粒子的质量。
2014-11-25 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
Cross Calibration of Telescope Optical Throughput Efficiencies using Reconstructed Shower Energies for the Cherenkov Telescope Array
成像大气切伦科夫望远镜（IACTs）要进行可靠的事件重建，需要对光通量效率进行标定。在目前的设施中，这是通过使用由μ子产生的环形图像来实现的。在这里，探索一种互补的方法，通过望远镜之间的成对比较实现IACT阵列的元素的交叉校准，重点关注其对即将到来的切伦科夫望远镜阵列（CTA）的适用性。相互校准的一个特定类型的望远镜使用逐事件比较的淋浴图像振幅先前已被证明恢复相对望远镜的光学响应。提出了一种利用重建能量作为图像振幅的替代方案的方法，使得IACT阵列内不同类型的望远镜之间能够进行交叉校准。两个合理的CTA布局的蒙特卡罗研究表明，这种校准程序恢复的相对望远镜响应效率在百分之几的水平。
2015-10-22 astro-ph.IM
The Discovery of Cherenkov Radiation and its use in the detection of extensive air showers
当高能宇宙射线进入地球大气层时会产生带电粒子的级联：研究这些“广泛的空气簇射”是为了获得1014 eV以上粒子的能谱、到达方向分布和质量组成的信息，在这些信息中，使用气球或卫星携带的仪器进行直接观测变得不切实际。在电磁波谱的可见光和紫外线范围内的光的检测在这项工作中起着关键作用，涉及的两个过程是切伦科夫光的发射和荧光辐射的产生。在本文中，我将概述切伦科夫过程发现的一些历史，并描述它在地面广泛的空气簇射研究中的应用。
2011-01-24 astro-ph.IM physics.hist-ph
pschitt! - A Python package for the modelling of atmoSpheric Showers and CHerenkov Imaging Terrestrial Telescopes
通过蒙特卡罗方法模拟大气簇射及其在成像大气切伦科夫望远镜（IACT）上的投影是一个耗时且计算量很大的过程。从物理学的角度来看，这些模拟是最先进的，它们不适合简单的测试。在这里，我们提出了一个Python包开发，以模拟大气阵雨使用不同的配置文件，并与IACT的数组来成像。这允许初级光子能量和角度方向对立体图像的影响的一阶研究。它的简单性也使它便于公众传播和推广以及教学目的。这个包的开发是为了充分利用Python的简单性，但也针对快速计算进行了优化。它是在ASTERICS H2020项目的框架内开发的，因此可以作为开源软件使用。
2017-09-14 astro-ph.IM
Study of longitudinal development of air showers in the knee energy range
本研究利用CORSIKA模拟膝能区广延大气簇射的纵向发展，分析了电子、μ子与切伦科夫光的分布特性，评估了能量测量与成分辨别性能，发现基于μ子密度的成分辨别能力优于簇射最大值变量。
2024-09-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
EASpy: Fast simulation of fluorescence and Cherenkov light from extended air showers at large zenith angles
本文提出 EASpy 框架，利用正负电子分布参数化快速模拟大天顶角下的广延大气簇射，准确计算切伦科夫与荧光辐射，在保证与 CORSIKA 等标准工具高度一致的同时大幅降低计算时间，并首次发现大天顶角下簇射图像随冲击距离增加而变宽变长的效应。
2023-07-27 astro-ph.IM
Searching for Very High Energy Emission from Pulsars Using the High Altitude Water Cherenkov (HAWC) Observatory
目前已知的伽马射线天体有160多个。虽然其中大多数只能从太空中探测到，但现在至少有两个也可以从地面上看到。MAGIC和VERITAS测量了蟹状星云脉冲星高达数百GeV的伽马射线脉冲发射，最近MAGIC报告了$\sim2$ TeV的发射。此外，在南半球，H.E.S.S.探测到了能量超过30 GeV的船帆座脉冲星此外，包括米拉格罗合作组织在内的许多研究小组都探测到了非脉冲的TeV辐射。这些GeV-TeV的观测结果为在HAWC的视场中从γ射线源星中寻找甚高能（VHE，> 100 GeV）脉动提供了可能性。
2015-08-20 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
Detection of vertical muons with the HAWC water Cherenkov detectors and its application to gamma/hadron discrimination
HAWC天文台重建了由非常高能量的初级宇宙射线或伽马射线引起的大气簇射。具有强子性质的宇宙射线比初级伽马射线的频率高出几个数量级，因此有必要对每个事件进行最佳的伽马-强子鉴别，以便能够调查伽马射线天空。单个垂直μ介子在300个HAWC探测器中产生非常典型的信号。特别是，那些事件产生的信号，在四个PMT的坦克对应于μ子穿越坦克的中心区域。在这种情况下，存在最大信号也是最早到达的相关性，这是由于切伦科夫光发射的几何形状以及相对论性μ子比介质中的光传播得更快的事实。这种模式不同于电子、正电子和低能伽马在水箱水的第一米处淋浴的模式，这是典型的电磁淋浴。在这项工作中，我们探讨了是否在空气淋浴有可能识别μ子信号，这是否可以帮助在伽马/强子歧视的记录事件。
2017-08-30 astro-ph.HE astro-ph.IM
Tau neutrino search with Cherenkov telescopes
切伦科夫望远镜可能有能力通过寻找非常倾斜的簇射来探测高能τ中微子。如果一个τ中微子产生的τ轻子从地壳中逃逸出来，它会衰变并引发一个可以被荧光/切伦科夫望远镜探测到的空气簇射。本文用蒙特卡罗模拟方法详细模拟了能量范围从1 PeV到1 EeV的τ中微子引起的事件率。对于一组示例位置，考虑了地形条件。正如预期的那样，我们发现中微子的灵敏度取决于从天体物理源的能谱的形状。我们比较我们的研究结果与专用的IceCube中微子望远镜在不同条件下的灵敏度。我们还发现，几个因素的差异，可以观察到的地形条件采样的网站。
2013-08-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
Design study of an air-Cherenkov telescope for harsh environments with efficient air-shower detection at 100 TeV
望远镜，设计与半导体为基础的光传感器，有可能检测切伦科夫或荧光发射的宇宙射线在大气中。这种望远镜在偏远的恶劣环境中具有高的占空比和效率。考虑到这些仪器相对较低的成本和鲁棒性，这项技术可能会被证明是有趣的，特别是如果大量部署现有和未来的扩展宇宙射线和伽马射线探测器，包括Pierre Auger天文台，HAWC，IceCube和CTA。它们有可能提高这些仪器探测高能伽马射线和宇宙射线空气簇射的灵敏度。此外，对于中微子望远镜来说，这种技术可以被证明是一种有效的宇宙射线否决权。在这方面的贡献，目前的动机，设计和发展的原型SiPM为基础的空气切伦科夫望远镜。初步的敏感性研究的结果，和准备的系统进行首次测试，包括那些建议的南极显示。
2015-11-05 astro-ph.IM
Sensitivity to Atypical Tau Initiated Air Showers For a High-Altitude Optical Cherenkov Detector
ANITA合作组最近宣布观测到两个上行宇宙线簇射，其出射角分别为$27^{\circ}$和$35^{\circ}$，重建能量为$\sim$ 0.6~EeV。向上的空气簇射（UAS）预计来自地球内部天体物理中微子相互作用产生的τ轻子。然而，在出射角大于$20^{\circ}$时，tau从中微子中出射的概率小于$10^{-7}$，这使得标准模型难以解释这些信号。如果被其他实验证实，这些高能事件将加强物理学超越标准模型的论点。拟议的EUSO-SPB 2和POEMMA仪器都将配备光学切伦科夫探测器，以测量无人机系统的切伦科夫发射，如果瞄准地平线以下足够低的地方，原则上也可以捕获这些事件。对切伦科夫通道的观测将有助于排除这些事件的人为和其他解释。我们在这里提出的灵敏度ANITA anamolous事件的气球和卫星为基础的切伦科夫探测器，可以实现在即将到来的EUSO-SPB 2任务和拟议的POEMMA任务，分别。
2019-10-02 astro-ph.IM hep-ph
Trinity: An Imaging Air Cherenkov Telescope to Search for Ultra-High-Energy Neutrinos
掠地中微子是那些以浅角度穿过地壳的中微子。对于超高能（E > 1 PeV; UHE）的掠地τ中微子，由中微子-地球相互作用产生的τ轻子很有可能在衰变之前从地面出现。当这种情况发生时，衰变的τ粒子会引发相对论亚原子粒子的空气簇射，这些粒子会发出切伦科夫辐射。为了观测这种切伦科夫辐射，我们建议建立三一天文台。使用一种新颖的光学结构设计，指向地平线，三一将观察切伦科夫辐射从上行中微子诱导的空气阵雨。由于对1- 10，000 PeV能量范围内的中微子敏感，Trinity的预期灵敏度将发挥独特的作用，填补IceCube观测到的天体物理中微子与无线电UHE中微子探测器的预期灵敏度之间的差距。
2021-09-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
