Analysis optimisation for more than 10 TeV gamma-ray astronomy with IACTs
高能立体系统(H.E.S.S.)是目前正在运行的切伦科夫大气成像望远镜之一。H.E.S.S.工作在从几十GeV到50 TeV以上的宽能量范围内,在1 TeV左右达到最佳灵敏度。在这方面的贡献,我们提出了一种分析技术,这是优化的检测在最高的能量可访问的H.E.S.S.目标是将灵敏度提高到10TeV以上。它包括采用改进的事件方向重建和伽玛强子分离。在分析中还首次考虑了距摄像机中心事件偏移高达4.5 $^{\circ}$的大范围空气簇射,从而增加了H.E.S.S.的有效视场。从5 $^{\circ}$到9 $^{\circ}$。新的高能量分析的关键性能参数,并证明其适用性代表性的硬光谱源在银河系。
2021-09-08 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
TAIGA -- an advanced hybrid detector complex for astroparticle physics and high energy gamma-ray astronomy
本文介绍了日本宇宙射线物理学和γ天文学通卡先进仪器(TAIGA-1)项目的物理动机、现状、在宇宙射线研究和γ天文学领域的主要成果以及今后的计划。TAIGA天文台研究能量从几TeV到几PeV的地面伽马射线天文学和天体粒子物理学,以及从100 TeV到几EeV的宇宙射线物理学。TAIGA-1试验综合体位于通卡山谷,距离贝加尔湖南端以西约50公里。
2022-10-27 astro-ph.IM
Teraelectronvolt Astronomy
地基伽马射线天文学提供了TeV能量范围,是一个年轻和迅速发展的学科。最近在这个波段的发现对天体物理学和天体粒子物理学的广泛主题有重要影响。本文试图回顾这一领域的实验状况,并提供开始解释TeV观测所需的基本公式和概念。
2010-07-05 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Gamma ray astronomy with Antares
有人建议水下中微子望远镜可以从伽马射线簇射中探测到μ子。根据一个完整的Monte Carlo研究讨论了Ancavity探测TeV光子产生的高能μ子的能力。它表明,目前已知的来源将很难检测到
2009-08-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
Studies of Gamma-Ray Shower Reconstruction Using Deep Learning
宇宙多视角事件跟踪器(CoMET)研发项目旨在通过使用粒子探测器(称为ALTO探测器)和大气切伦科夫光收集器(称为CLiC探测器)的甚高能伽马射线观测,优化软谱源探测技术。仅使用表面阵列精确重建伽马射线事件的能量和最大深度是低能量下特别具有挑战性的问题,也是该项目的重点。在这篇文章中,我们仅使用ALTO检测器利用卷积神经网络(CNN),与SEMLA分析过程相比,尝试在较低能量(< 1 TeV)下提高重建性能,SEMLA分析过程是一种使用手动导出特征的更传统的方法。
2021-07-29 astro-ph.IM
Timing analysis techniques at large core distances for multi-TeV gamma ray astronomy
我们提出了一种分析技术,使用广泛的空气淋浴(EAS)的切伦科夫图像的定时信息。我们的重点是在遥远的,或大核心距离伽马射线诱导的阵雨在多TeV的能量。具体而言,结合像素定时信息与改进的方向重建算法,导致角和核心分辨率的改善高达~40%和~ 30%,分别与相同的算法相比,没有使用定时。在10 TeV以上,这导致接近0.05度的角分辨率,以及优于~15 m的核心分辨率。离轴切割后伽马射线接受度与能量有关,其半峰全宽范围为4度至8度。对于离轴高达~6度的簇射方向,通过使用定时信息实现的角分辨率与轴上角分辨率相当,大约为100 TeV。我们在这里描述的望远镜规格和布局是针对10 TeV以上的能量的。然而,只要有合适的望远镜参数,这些方法原则上也可以应用于其他能量。这项研究中研究的5台望远镜单元最初可以为更大的稀疏望远镜阵列铺平道路,以努力将收集面积推到>10平方公里。这些结果突出了“稀疏阵列”方法在有效打开10 TeV以上能量范围方面的潜力。
2011-05-02 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Simulation study for the proposed wide field-of-view gamma-ray detector array ALTO
ALTO是一个用于甚高能伽马射线天文学的宽视场空气簇射探测器阵列,拟安装在南半球海拔约5.1公里的高度。该阵列将使用水切伦科夫探测器,如HAWC天文台,但与闪烁探测器相结合,以探测大气中VHE伽马射线引起的空气簇射。它的设计是为了获得更低的能量阈值、更好的能量和角分辨率以及更高的灵敏度。该阵列将由分布在直径约160米的圆形区域内的约1250个小型(直径3.6米)探测器单元组成。每个探测器单元将由一个水切伦科夫探测器和一个液体闪烁探测器组成,液体闪烁探测器下面将优先识别μ子,促进背景(宇宙射线)抑制,从而提高灵敏度。由于探测器的紧密排列和体积小,可以对地面的空气簇射足迹进行精细采样,因此,背景抑制能力将进一步增强。在这方面的贡献,我们提出了蒙特卡罗模拟的实验进行CORSIKA和GEANT 4模拟包。阵列的重建精度的簇射核心和到达方向,以及初步估计的触发能量阈值后,初步选择削减一个点状伽马射线源的预期性能。
2017-08-03 astro-ph.IM physics.ins-det
Crossing muons in Icecube at highest energy: Cornerstone to neutrino astronomy
立方千米ICECUBE探测器中的最高能量中微子事件(包含)导致在过去三年中有多达$37-2=35$信号(其中两个最近被释放);这些数以千计的TeV(32个高能事件)到最罕见的(只有3个)PeV级联簇射,被证明具有外星起源。UHE中微子从$ν_μ$大气优势(在TeV能量下超过$ν_{e}$簇射)向更高能量的簇射级联($ν_{e}$,$ν_τ$)事件的转变在几十TeV到PeV的能量下是如此快速的外星注入的暗示。所有这些事件中的大多数(35个中的28个)是球形级联;它们的后续模糊图是不确定的。额外的最稀有的$9-2=7$ μ子轨道,虽然在到达方向上是尖锐的,但没有提供任何相关的聚类,也没有在已知源内的任何重叠。我们最近提出,沿着ICECUBE的最高能量(tens-TeV)交叉μ子,主要是在地平线或即将到来的,是理想的工具,能够很快揭示这样的集群,甚至任何狭窄的角度指向已知的(IR,X,射电或$γ$)源或自相关在罕见的双重或三重态:最后的希望,一个有意义的和短时间的$ν$天文学。任何沿银河系源或UHECR到达的交叉μ子也可能探测由核或中子产生的最罕见的UHECR事件。在ICECUBE数据的三年内,所有超过几十TeV的非包含交叉最高能量μ子可能是几十个,可能在$54$左右(向上的是27个),大多数沿着水平边缘增强,绘制已知的源和/或在双峰或最罕见的三重峰中自相关(如果看到附近的稳定或瞬态源)…
2014-09-09 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
Very high energy gamma-ray astronomy with HAWC
高海拔水切伦科夫(HAWC)天文台是一个位于墨西哥的空气簇射阵列。它对我们在地球上探测到的能量最高的光子很敏感,达到几十TeV的能量。该观测站是一年多前完成的,我们在这篇文章中介绍了有关其性能的第一个结果。我们还显示了第一年的调查结果,第一个耀斑事件检测到的天文台,其灵敏度扩展源和计划的升级,目前正在进行。
2016-12-29 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
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
Analysis Methods for Gamma-ray Astronomy
本文概述伽马射线天文学常用数据分析方法,重点介绍Fermi-LAT与IACT观测相关的标准数据格式、事例重建选择算法及成像、能谱提取的高阶分析技术。
2023-09-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
Monte Carlo Study on the Large Imaging Air Cherenkov Telescopes for >10 GeV gamma ray astronomy
成像空气切伦科夫望远镜(IACTs),如HESS,MAGIC和VERITAS,通过在非常高的能量伽马射线域(主要在100 GeV和10 TeV之间)显示许多令人兴奋的结果,很好地展示了它们的性能。重要的是研究我们可以在这个能量范围内提高多少灵敏度,但通过扩展这种IACT技术,将能量覆盖范围和灵敏度扩展到新的领域,更低和更高的能量也很重要。为此,我们采用新技术、先进的光电探测器和超快读出系统,通过蒙特卡罗模拟对大型IACT阵列进行了优化,特别是在10 GeV到100 GeV的能量范围内获得最佳灵敏度。我们将报告具有先进技术的大型IACT阵列的性能及其局限性。
2009-06-25 astro-ph.HE 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
Development of PANOSETI Telescopes for Ultra-High-Energy Gamma-Ray Astronomy
为研究银河系PeVatron,本文介绍了基于PANOSETI设计的0.5米菲涅尔透镜望远镜阵列,通过模拟、原型和两次部署验证其超高能伽马射线探测能力,并计划在帕洛马运行五年。
2025-08-07 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
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
Gamma-ray and Cosmic Ray Astrophysics from 10 TeV to 1 EeV with the large-area ($>$10 km$^2$) air-shower Detector SCORE
我们建议探索到目前为止测量不良的宇宙射线和伽马射线天空(加速器天空)的能量范围从10 TeV到1 EeV。新的物理学问题可能会在伽马射线天文学最后剩下的观测窗口中得到解决。宇宙加速器和空气簇射探测技术提供的非常高的束流能量自然意味着天体粒子物理学和粒子物理学的基本问题之间的纠缠。新的大面积(10公里$^2$)广角(1 sr)空气切伦科夫探测器SCORE(宇宙起源探测器研究)是基于非成像切伦科夫光前采样与1米$^2$的顺序敏感的大面积探测器模块。横向光子密度和到达时间分布将被采样到距离簇射核心很远的地方。物理动机,探测器的概念和第一次模拟结果将被提交。
2009-09-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
Detectability of southern gamma-ray sources beyond 100 TeV with ALPAQUITA, the prototype experiment of ALPACA
安第斯宇宙射线物理学和天文学大面积PArticle探测器(ALPACA)是一项国际实验,应用南方甚高能伽马射线天文学来确定膝能区($10^{15}\, {\rm eV} - 10^{16}\, {\rm eV}$)周围宇宙射线的起源。实验由表面为$83, 000\, {\rm m}^2$的空气簇射(AS)阵列和覆盖$5, 400\, {\rm m}^2$的地下水切伦科夫μ子探测器(MD)阵列组成。实验地点在Mt.玻利维亚拉巴斯的查卡尔塔亚高原,海拔$4, 740\, {\rm m}$相当于$572\, {\rm g}/{\rm cm}^2$大气厚度。作为ALPACA的原型实验,ALPAQUITA实验的目标是在2021年底开始数据采集。ALPAQUITA阵列由一个较小的AS阵列($18, 450\, {\rm m}^2$)和地下MD($900\, {\rm m}^2$)组成,目前正在建设中。ALPAQUITA的伽马射线源的灵敏度进行评估与蒙特卡罗模拟。模拟结果表明,H.E.S.S.和HAWC实验将由ALPAQUITA探测到超过10 TeV,其中一个- HESS J1702- 420 A-在一个日历年的观测中超过300 TeV。后一项发现意味着,可以根据这一原型实验的观测结果,对来自南方源的100 TeV以上伽马射线的发射机制进行科学讨论。
2021-09-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
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 Cherenkov Telescope Array
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学地面观测站。它将能够探测能量范围从20 GeV到300 TeV以上的伽马射线,在能量和方向重建方面具有前所未有的精度。它将拥有三种不同类型的100多台望远镜,位于北半球的西班牙拉帕尔马和南半球的智利帕拉纳尔。CTA将是世界上最大的天文基础设施之一,具有开放的数据访问,它将在未来几十年内解决天文学,天体物理学和基础物理学方面的问题。在本报告中,我们将重点介绍CTA建设的状况,望远镜原型的状况,并强调一些物理学观点。
2019-07-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Potential for measuring the longitudinal and lateral profile of muons in TeV air showers with IACTs
μ子在地球大气中的强子广泛空气簇射(EAS)中大量产生,并被粒子空气簇射探测器用作识别引发EAS的初级宇宙射线的手段。成像大气切伦科夫望远镜(IACTs),设计用于探测γ射线启动EAS的甚高能(VHE)γ射线天文学的目的,受到一个相当大的背景信号,由于强子EAS。虽然强子EAS通常被拒绝用于伽马射线分析目的,但在这种簇射中产生的单个μ子在IACT中产生清晰可识别的信号,μ子图像通常被保留并用于校准目的。对于具有立体触发器的IACT阵列,当μ子触发一台望远镜时,IACT阵列中的其他望远镜通常会检测到相关的强子EAS。我们首次展示了IACT阵列的竞争力测量的μ子含量的空气簇射,其横向分布和纵向剖面的生产倾斜高度在TeV的能量范围内的潜力。这些信息可以为强子相互作用模型提供有用的输入。
2019-03-28 astro-ph.IM hep-ex
The Very-high-energy Open Data Format: towards a shared, open data format in very-high-energy astronomy
针对甚高能伽马射线天文学领域的通用数据格式需求,11个科研设施联合发起VODF项目,制定适配多类高能探测设施的高层数据格式,遵循开放科学相关原则以推动领域发展。
2023-08-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
Towards a common analysis framework for gamma-ray astronomy
由于目前伽马射线望远镜的成功(费米,H.E.S.S.,MAGIC,VERITAS),并考虑到计划中的天文台,如切伦科夫望远镜阵列(CTA)或高海拔水切伦科夫天文台(HAWC)的前景,伽马射线天文学正在成为现代天体物理学研究的一个组成部分。今天的分析依赖于各种工具和软件框架,这些工具和软件框架是专门为每种仪器独立开发的。为了统一伽马射线数据的分析,我们目前正在开发GammaLib(http://sourceforge.net/projects/gammalib),这是一个与Python接口的C++库,为伽马射线数据的仪器独立分析提供了一个框架。在GammaLib之上,我们创建了ctools(http://cta.irap.omp.eu/ctools),这是一组分析可执行文件,正在开发作为CTA高级科学分析框架的原型之一,但它同样适用于分析来自现有Fermi-LAT望远镜和当前切伦科夫望远镜阵列的伽马射线数据。特别是ctools和GammaLib提供了同时进行多仪器分析的新机会。我们提出了软件开发的状态,并说明其功能与蟹状星云发射的光谱分析超过七十年的能量(1 MeV至10 TeV)使用多仪器(COMPTEL,费米-LAT,H.E.S.S.)。伽马射线观测以及超新星遗迹RX J1713.7-3946的CTA观测模拟。
2013-07-21 astro-ph.HE 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
Assessment of the GCT prototype's optical system implementation and other key performances for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(CTA)项目由国际合作机构领导,旨在创建世界上最大的下一代甚高能(VHE)伽马射线天文观测台。它将致力于用大型、中型和小型望远镜观测宽波段的能量,从几十GeV到几百TeV。小型望远镜(SST)致力于几TeV以上的最高能量范围,高达300 TeV。GCT是一个成像大气切伦科夫望远镜(IACT),建议安装在智利CTA南部站点的约70个SST子阵列。巴黎天文台和国家地球科学和天文学研究所(INSU/CNRS)开发了GCT的机械结构、反射镜(非球面轻质铝片)和控制系统。GCT基于Schwarzschild-Couder(S-C)双镜光学设计,与当前的IACT相比,该设计具有以下优点:提供宽视场(~ 9°),同时降低望远镜结构以及相机的成本和体积(~ 9 m x 4 m x 6 m,约11吨)。原型(pGCT)已安装在巴黎天文台的Meudon站点,是第一台S-C望远镜和第一台CTA原型,于2015年11月记录VHE事件。经过三年的密集测试,pGCT现已投入使用。本文是一个完整的GCT望远镜光学系统和性能,它可以提供CTA的状态报告。
2019-09-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
Detection of the Crab Nebula using a Random Forest Analysis of the first TAIGA IACT Data
Tunka伽马射线和宇宙射线天文学高级仪器(TAIGA)是一个测量TeV至PeV伽马射线和宇宙射线的多组分实验。我们的目标是建立一种新的混合直接空气簇射技术,足以进入长期寻求的Pevatrons的能量领域。混合空气切伦科夫光探测技术结合了HiSCORE簇射阵面采样阵列和两台$\thicksim$ 4米级、$\sim$ 9.6度视场成像空气切伦科夫望远镜(IACT)的优势。HiSCORE阵列提供了良好的角度和簇射核心位置分辨率,而IACT提供了图像的形状和方向的伽玛强子分离。将来,将使用一个额外的μ子探测器来标记$\ge$ 100 TeV能量的强子。在这里,只使用TAIGA实验的第一个IACT的数据。一个随机森林算法进行训练,使用蒙特卡罗(MC)模拟和真实数据,并施加到85小时的选定的观测数据跟踪蟹状星云的平均天顶距为33.5度,导致在这个数据集的阈值能量为6 TeV。使用gammapy软件包进行分析。共检测到163.5个过量事件,统计学显著性为8.5 sigma。蟹状星云观测到的光谱最符合6 TeV以上的幂律,在参考能量为13 TeV时通量归一化为$(3.20\pm0.42)\cdot10^{-10} TeV^{-1} cm^{-2} s^{-1})$,光谱指数为$-2.74\pm0.16$。
2023-01-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
A parameterisation of the longitudinal Cherenkov emission profiles of gamma induced electromagnetic showers in the atmosphere in the GeV-TeV energy range
在伽马射线天文学中,大气层被用作热量计。GeV-TeV能量范围内的入射伽马射线是通过它们在大气中产生的电磁簇射和它们发出的切伦科夫光来观测的。我们的目标是获得一个参数化的纵向剖面的电磁簇射在大气中。这些簇射的纵向切伦科夫发射剖面可以用来重建γ光子的参数以及γ强子的鉴别。因此,获得这些配置文件的精确参数化可以用于IACT图像的分析,以及快速模拟大气中伽马诱导的簇射的切伦科夫发射。在此之前没有系统地进行过这种参数化。我们进行了大气中γ射线诱发的簇射的蒙特卡罗模拟。它们的切伦科夫发射纵剖面的参数化是基于粒子探测器物理学中使用的众所周知的伽马函数。我们评估的纵向切伦科夫发射轮廓的最大和平均深度的深度,以及参数$1/β$上的初始簇射的能量的依赖性。我们还研究了与伽马函数相关的各种参数的分布,发现$β/α$和$1/α$具有高斯分布,并且彼此不相关,这使得它们成为评估切伦科夫发射轮廓波动的合适变量。最后,我们提出了这两个变量的波动的参数化。
2020-10-30 astro-ph.HE astro-ph.IM
Signals of HE atmospheric muon decay in flight around the Sun's albedo versus astrophysical muon and tau neutrino traces in the Moon's shadow
FERMI卫星最近发现了GeV能量的宇宙射线的太阳辐射。它们是大气CR撞击太阳大气层并反射掠过的伽马光子的痕迹。即使与天体物理学有关,作为大气太阳宇宙线噪声的痕迹,它们也不能提供任何中微子天文学的信号。相反,没有大气层的月球可能很快就会成为一个新型的过滤量能器和高能μ子天文中微子(能量在TeV到100 TeV之间)的放大器;这些轻子轨道在飞向地球的过程中会在它们的β衰变中留下印记。它们的TeV电子空气簇射是主要信号之一。此外,一个更有活力,但更罕见的,PeV高达EeV的月球中微子事件可能会作为τ轻子从月球逃逸:PeV秒可能会以一种令人惊讶的丰富方式在月球阴影中照射地球大气层。在不久的将来,CTA或LHAASO TeVs伽马阵列探测器每年可能会在月球阴影内发生一次或几次伽马空气簇射事件,假设天体物理TeV高达100 TeV的中微子成分不可忽略(相对于我们地球上的大气成分);这些信号将为中微子打开一个新的奇妙的Passepartout锁孔。月球的立体角很小,μ子或τ子的预期速率很罕见,但未来最大的τ射电阵列GRAND 1很可能会发现这样的中微子印记。
2017-11-01 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Very-high energy gamma-ray astronomy: A 23-year success story in high-energy astroparticle physics
极高能量(VHE)伽马量子对宇宙射线通量的贡献很小,不到百万分之一。然而,作为中性粒子,它们是目前相对论/超相对论宇宙过程的最佳“信使”,因为它们可以外推回它们的起源。VHE伽马射线的窗口直到1989年才由惠普尔合作组织打开,报告了来自蟹状星云的TeV伽马射线的观测结果。在缓慢的起步之后,这一新的研究领域正在迅速扩大,发现了150多个VHE伽马射线发射源。进步与探测器的稳步改进和计算能力的快速提高密切相关。我们给出了一个概述之前和1989年前后的早期尝试和惠普尔合作的开创性工作后的进展。这篇文章的主要重点是地球上的伽玛射线探测器的实验技术的发展,因此,更多的重点是那些实验,取得了初步的突破,而不是继任者往往有一个类似的(有时甚至更高)的科学产出的开创性实验。所考虑的能量阈值约为30 GeV。在较低的能量下,目前只能用气球或卫星上的探测器进行观测。不管实验进展如何,如果没有广泛的科学成果,这个成功的故事就不能被称为成功的故事。因此,我们总结了这篇文章的科学原理和在过去二十年中取得的主要成果。
2012-07-25 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.hist-ph