Simulation of radio signals from cosmic-ray cascades in air and ice as observed by in-ice Askaryan radio detectors
本文提出结合 CoREAS 与 GEANT4 的蒙特卡洛框架，模拟宇宙线大气簇射进入冰盖后的无线电发射，以评估中微子探测器本底与校准信号。
2024-08-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
VHE Gamma-Ray Induced Pair Cascades in the Radiation Fields of Dust Tori of AGN: Application to Cen A
越来越多的河外高能（HE，E > 100 MeV）和甚高能（VHE，E > 100 GeV）伽马射线源不属于耀变体，这表明VHE伽马射线的产生可能是大多数射电噪声较大的活动星系核（AGN）的共同特性。在以前的论文中，我们已经调查了康普顿支持的对级联VHE伽马射线吸收在单色辐射场，主要是从宽线区的Ly-alpha线发射发起的签名。本文研究了核VHE γ射线与环核尘埃环热红外辐射场的相互作用。我们的代码如下的空间发展的叶栅在全三维几何。我们提供了一个模型适合的宽带SED的尘埃丰富，伽玛射线响亮的射电星系Cen A，并表明，典型的耀变体射流参数可以用来模拟宽带SED，如果一个允许额外的级联贡献的费米伽玛射线发射。
2010-12-17 astro-ph.HE
Observation of Radar Echoes From High-Energy Particle Cascades
我们报告的观测雷达回波的电离尾迹的高能粒子级联。这些数据是在SLAC国家加速器实验室拍摄的，在那里，全电子束（$\sim$ 10 $^9$ e $^-$，$\sim$ 10 GeV/e $^-$）被引导到塑料靶中以模拟超高能中微子相互作用。用无线电波询问了这一目标，并探测到级联的相干无线电反射，其特性与理论预期一致。这是第一次对高能粒子级联的雷达回波进行明确的观测，这可能会导致一种可行的能量为$\gtrsim 10^{16}$ eV的中微子探测技术。
2019-10-28 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Contribution to the Extragalactic Gamma-ray Background from the Cascades of Very-high Energy Gamma Rays from Blazars
当甚高能量（VHE）光子通过河外背景光（EBL）传播时，它们与软光子相互作用，并引发较低能量光子和电子的电磁级联。在VHE处发射的宇宙学布居的集体强度将在最高能量处通过与EBL的相互作用而衰减，并在较低能量处通过所产生的级联而增强。我们计算了由耀变体产生的VHE光子产生的级联辐射，并研究了级联对耀变体集体强度的影响以及由此产生的对河外γ射线背景的影响。我们发现，级联辐射大大提高了集体强度从耀变体在高能量之前，由于衰减翻转。由此产生的功能的突出性取决于耀变体伽玛射线光度函数，光谱指数分布，和EBL的模型。我们还计算了Blazar，BL Lacertae（BL Lacs）对象和平坦光谱射电类星体（FSRQs）的不同光谱子种群的级联辐射，发现BL Lacs的集体强度比FSRQs的级联辐射大大增强。最后，我们讨论了这种分析和即将到来的费米观测的EBL的性质，耀变体的演化，耀变体光谱和其他伽马射线辐射源的影响。
2010-01-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
Probing superheavy dark matter through lunar radio observations of ultrahigh-energy neutrinos and the impacts of neutrino cascades
本文首次结合中微子级联效应计算地球中微子通量，研究月面射电观测对10^12 GeV以上超重暗物质的探测灵敏度，证明超长波长月面射电望远镜和现有低频阵列可给出最严格限制。
2025-03-01 astro-ph.HE hep-ph
Compton-induced HE -- VHE $γ$-rays from pair cascade emissions in the SEDs of radio galaxies: NGC 1275
University of Johannesburg（约翰内斯堡大学）；The George Washington University（乔治华盛顿大学）；National Institute for Theoretical and Computational Sciences（国家理论与计算科学研究所）
本研究用蒙特卡洛模拟喷流γ射线在磁化AGN环境中的对级联辐射，拟合NGC 1275的SED，发现随机级联可重现宽带谱，并揭示吸积盘与BLR光子作用及磁场对级联谱的影响。
2026-09-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Gamma-rays from the IC $e^\pm$ pair cascade in the radiation field of an accretion disk: Application to CenA
来自活动星系的TeV $γ$ -射线发射的非常短的时间尺度变化表明粒子的加速过程和初级$γ$ -射线的产生可能发生在相对靠近吸积盘的地方。本文计算了由注入到吸积盘表面附近的初级$γ$射线引发的逆康普顿$γ$对级联中产生的$γ$射线谱。还考虑了次级级联$e^\pm$对可能的同步辐射能量损失。由于软辐射场是各向异性的，所得到的$γ$射线谱强烈地依赖于观察角度。我们研究了它们的基本性质，不同的参数描述这样的模型。该模型被应用到最近发现的TeV $γ$射线的未对准耀变体Cen A。我们得出结论的网站上的$γ$ -射线发射区域在Cen A的基础上的比较模型与观测的这个源的GeV-TeV的能量范围。
2009-09-28 astro-ph.HE
Contribution to the Extragalactic Gamma-ray Background from the Cascades of Very-high Energy Gamma Rays
当非常高能量的光子通过河外背景光（EBL）传播时，它们与软光子相互作用，并引发低能量光子和电子的电磁级联。在极高能量（VHE）下发射的宇宙学布居的集体强度将在最高能量处通过与EBL的相互作用而衰减，并在较低能量处通过所产生的级联而增强。我们计算了由耀变体产生的VHE光子产生的级联辐射，并研究了级联对耀变体集体强度的影响以及由此产生的对河外γ射线背景的影响。我们发现，级联辐射大大提高了集体强度从耀变体在高能量之前，由于衰减翻转。由此产生的功能的突出性取决于耀变体伽玛射线光度函数，光谱指数分布，和EBL的模型。我们还计算了blazar，BL Lacertae对象（BL Lacs）和平谱射电类星体（FSRQs）的不同光谱子种群的级联辐射，发现BL Lacs的集体强度比FSRQs的级联辐射大大增强，由于其更硬的光谱。因此，研究blazar贡献的EGRB费米将有深远的影响的性质的EBL，blazar的演化，blazar光谱。
2009-12-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
Radio detection of Cosmic-Ray Air Showers and High-Energy Neutrinos
本文介绍了粒子级联的射电辐射，概述了各种实验，并解释了空气簇射特性的射电测量方法。最后讨论了射电技术在高能天体粒子物理中的应用前景。由于数字无线电实验的成功运作，以及对发射的定量理解的提高，无线电探测又回到了广泛的空气簇射的有前途的技术名单上。无线电探测器的阈值约为100 PeV，对研究最高能量的银河宇宙射线和所有类型的超高能河外粒子特别有用。LOPES、CODALEMA、AERA、LOFAR和Tunka-Rex等各种天线阵列已经表明，无线电测量可以与其他技术在精度上竞争，特别是在到达方向、能量和簇射最大值的位置方面。无线电技术的科学潜力似乎在与粒子探测器结合时达到最大，这增加了空气簇射测量的总精度。这对于更好地分离不同的初级粒子（如伽马射线光子、中微子或不同类型的原子核）至关重要。除了空气簇射外，无线电技术还可用于稠密介质中的粒子级联。ARA、ARIANNA和ANITA等几个开创性的实验目前正在寻找由冰中的超高能中微子引起的级联。此外，未来的几个项目将同时针对高能宇宙射线和中微子。SKA将在月球风化层中搜寻中微子和宇宙射线引发的级联，并为空气簇射测量提供前所未有的细节。最后，像GRAND、SWORD或EVA这样具有巨大曝光量的无线电探测器正在被考虑用于研究最高能量的宇宙射线和中微子。
2017-01-03 astro-ph.HE astro-ph.IM
Complex Analysis of Askaryan Radiation: UHECR Reconstruction
Whittier College（惠蒂尔学院）
本文提出一个解析模型，结合Askaryan辐射和ARA射频通道响应，确认了南极ARA观测到的13个候选事件为超高能宇宙射线，并通过相干叠加波形与模型的高相关性验证了方法的有效性。
2026-07-07 astro-ph.HE
Transition radiation at radio frequencies from ultra-high energy neutrino-induced showers
在射频相干辐射完全包含在一个密集的无线电透明介质，如冰，盐或风化层的高能量阵雨已被广泛研究作为一个有前途的技术，以寻找超高能（UHE）中微子。当在地球表面附近产生的中微子引发的簇射从地面进入大气层时，可能会出现过渡辐射形式的额外发射。我们提出了第一个详细的评估过渡辐射从高能量淋浴跨越两种不同介质之间的边界。我们发现，过渡辐射是相当大的宽立体角和相干高达$\sim$ 1 GHz。这些属性鼓励进一步的工作，以评估基于探测跃迁辐射的大口径UHE中微子实验的潜力。
2016-03-21 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
Constraining the nature of FRB-emitting bunches via photo-magnetic cascades
在相干曲率辐射模型中，我们提供了粒子束的性质的限制，功率快速射电暴（FRB）。它已被证明，电流引起的扰动的个别粒子的运动的结果在一个高能量，不相干的发射分量。我们考虑光磁相互作用，并表明，高能量的辐射可以产生对屏蔽加速电场。我们发现，为了避免灾难性的级联，淬火排放，能够产生FRB的聚束必须有一个适度的密度$n_e \approx 10^{13-14}\, {\rm cm^{-3}}$，并可能传播沿场线与大曲率半径，$ρ> 10^8 \, {\rm cm}$。这排除了快速旋转的磁星作为相干曲率辐射模型中的FRB源。
2021-10-28 astro-ph.HE
Time Delay of Cascade Radiation for TeV Blazars and the Measurement of the Intergalactic Magnetic Field
最近关于星系际磁场（IGMF）的强度B_IGMF>~ 1 e-15 G的说法是基于对被河外背景光吸收的耀变体TeV光子在GeV波段产生的预期级联通量的上限。这个极限取决于一个假设，即当IGMF相干长度约为1 Mpc时，平均耀变体TeV通量在> 2（B_ IGMF/1 e-18 G）^2 /（E/{10 GeV}）^2 yr的时间尺度上保持恒定，其中E是测量到的光子能量。将1 ES 0229+200的TeV活动限制在3 - 4年的观测时间内，可以得到一个更稳定的BIGMF下限> 1 e-18 G，如果1 ES 0229+200的本征源通量大于5 - 10 TeV，则BIGMF下限可以大一个数量级。
2011-04-07 astro-ph.CO astro-ph.HE
High-Fidelity Simulations of the Full Askaryan Radio Array and its Sensitivity to Ultra-High Energy Neutrinos
本文通过高保真模拟更新了南极ARA阵列对超高能中微子的有效体积、灵敏度与预期事件率，纳入次级粒子与多站符合贡献，并评估其在真实中微子搜寻中的可探测性，为未来超高能中微子观测提供依据。
2025-09-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
High-energy neutrino-induced cascade from the direction of the flaring radio blazar TXS 0506+056 observed by Baikal-GVD in 2021
Baikal-GVD于2021年探测到来自TXS 0506+056方向的224±75 TeV高能中微子级联事件，支持射电耀变体为中微子源，开辟级联探测新通道。
2023-11-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Cascade Radiations of $e^\pm$ from $γγ$-annihilation process as an extra component of the Early Optical/X-Ray Afterglows of Gamma-Ray Bursts
本文研究了GRB余辉喷流中$γγ$湮灭产生$e^\pm$的级联辐射，发现其与初级发射结合可解释早期光学/X射线余辉的色变拐折或平台期，并指出此类色变平台期是强$e^\pm$产生的特征且会降低TeV通量。
2024-04-22 astro-ph.HE
Gamma-ray signatures from pair cascades in recombination-line radiation fields
blazar喷流中的超相对论电子束与周围的软光子相互作用形成对级联。采用带有逃逸项的耦合动力学方程，我们模拟了不饱和对级联光谱。我们假设伽马射线主要是从吸积盘和喷流的辐射光致电离的云中散射复合线光子。级联谱对与耀变体的短时变相关的硬电子谱的注入相当不敏感。采用Markarian 501和3C 279的物理参数代表，分别，我们数值计算得到的光谱能量分布显示出明显的特征印记的复合线光子。MAGIC望远镜在2014年7月的一次强X射线通量活动中探测到的Markarian 501光谱中~3 TeV处的一个特殊特征的暗示，可以在这种情况下解释为束电子对线光子的上散射和低的成对产生光学深度。从2018年1月开始检查3C 279的高保真费米-LAT光谱，发现光谱中的波谷与伽马射线与复合线光子碰撞产生对的阈值能量一致，并且没有指数衰减。我们的发现意味着3C 279中的γ射线从宽发射线区域的边缘逃逸。
2021-08-05 astro-ph.HE
Electron-positron cascade in magnetospheres of supermassive Kerr black holes and the origin of relativistic AGN jets
University of Kansas（堪萨斯大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences（波兰科学院尼古拉·哥白尼天文中心）
研究探讨了超大质量克尔黑洞磁层中电子-正电子对级联机制及其对AGN喷流起源的影响
2026-08-13 astro-ph.HE
Simulating radio emission from particle cascades with CORSIKA 8
本研究介绍采用C++17开发的新型粒子级联模拟框架CORSIKA 8的射电模块，其支持两种独立射电辐射计算方法，经多工具对比验证，可为宇宙线相关研究提供灵活可靠的模拟支撑。
2024-09-24 astro-ph.HE astro-ph.IM
Compton-induced $γ$-ray Cascade Emissions in Radio Galaxy NGC 1275
研究利用蒙特卡洛模拟分析射电星系NGC 1275的γ射线级联辐射，通过逆康普顿散射解释观测数据。
2025-11-27 astro-ph.HE
Simulation of the propagation of CR air shower cores in ice
目前正在探索新的无线电探测技术，以探测在极地冰中相互作用的超过PeV尺度的天体物理中微子。由于无线电波在介质中的衰减长度很长，可以预期这种仪器也将对宇宙射线空气簇射的无线电发射敏感。此外，宇宙射线空气簇射击中高海拔冰层将引发冰内粒子级联，也导致无线电发射。我们提出的第一个结果的详细模拟在冰延续这些宇宙射线引起的粒子级联，使用CORSIKA蒙特卡罗代码和Geant4模拟工具包的组合。我们给出了这样的粒子级联的一般特征的概述，并提出了一个参数化的纵向和横向粒子分布的Xmax。我们讨论了观测冰粒子级联的可行性，无论是通过检测的Askaryan无线电发射，以及通过使用雷达反射技术。基于这些结果，我们发现，预期的信号从冰宇宙射线诱导粒子级联的延续将是非常相似的中微子信号。这意味着在寻找中微子候选者时，对这些事件的彻底了解是必要的，同时它也有望成为一个有趣的原位天然校准源。
2022-02-17 astro-ph.HE
Nonthermal Radiation of the Extreme TeV Blazar 1ES 0229+200 from Electromagnetic Cascades on Infrared Photon Field
极端TeV耀变体（ETB）是一种活跃的星系核，其喷流可能指向观测者，其内禀光谱能量分布（SED）的峰值超过1 TeV。与其他类型的耀变体相比，这些源通常揭示相对较弱和缓慢的变化以及极高频率的低能SED峰。事实证明，将ETB的所有这些特殊性质纳入一个合理的$γ$射线发射模型的框架是非常困难的。ETB物理近年来引起了天体物理学界的极大关注，这也说明了发展自洽ETB发射模型的重要性。我们提出了一个新的方案，形成的X射线和$γ$射线光谱的ETBs假设电磁级联发展的红外光子场周围的中央耀变体引擎。这种情况下，不调用紧凑的快速移动的辐射源（所谓的“斑点”），在协议的明显缺乏快速和强烈的变化ETB。对于极端TeV耀变体1ES 0229+200的情况下，我们提出了一个特定的排放模型的框架内考虑的情况。我们证明，该模型可以获得一个很好的拟合测量SED的1ES 0229+200。
2021-12-18 astro-ph.HE
Very High Energy Emission and Cascade Radiation of Gamma-Ray Burst Afterglows: Homogeneous Versus Wind External Media
最近对伽马射线暴（GRB）亚TeV辐射的探测是GRB研究的一个突破。GRB 190114C余辉的多波长数据支持其亚TeV辐射的同步自康普顿（SSC）起源。本文在前向激波模型的框架下，对比分析了均匀环境和风环境下伽玛暴余辉的SSC辐射。考虑了由于源内对产生引起的极高能光子的$γγ$吸收和Klein-Nishina效应对逆康普顿散射的影响。由于康普顿参数越大，环爆密度越大，SSC通量越高，但同时内部$γγ$吸收对亚TeV辐射的吸收越强。在风介质情况下，SSC分量与同步加速器分量之间的通量比随时间减小的速度比在均匀密度介质情况下更快。SSC发射的光变曲线对于两种类型的介质也是不同的。我们还计算了吸收高能光子引起的级联辐射。在具有$n> 1\,\rm cm^{-3}$的ISM环境中，级联同步辐射可以与光学带中的初级电子的同步辐射相当，这可以使早期的光学余辉光曲线（$t<1$ h）变平。在含有$A_{\ast}> 0.1$的风介质中，eV-GeV波段的级联辐射与早期的初级电子辐射相当甚至更大。
2020-12-24 astro-ph.HE
1D Vlasov Simulations of QED Cascades Over Pulsar Polar Caps
本文提出基于Vlasov方法的一维模拟代码，高效研究脉冲星极冠QED正负电子对级联，揭示准周期间隙形成与对产生爆发及其对相干射电辐射的潜在贡献。
2025-07-21 astro-ph.HE
Coherent emission from QED cascades in pulsar polar caps
脉冲星的磁层被认为充满了成对级联产生的电子-正电子等离子体。这些级联的驱动机制是伽马射线光子的发射和它们通过量子电动力学（QED）过程转化为对。在这项工作中，我们提出了2D粒子在细胞模拟的对级联在脉冲星极帽与现实的磁场几何，包括相关的QED过程的第一性原理。我们的研究结果表明，由于整个极冠的磁场曲率的变化，对生产爆发自洽地发展相对于当地磁场，有利于产生相干电磁模式与脉冲星无线电发射的属性一致的倾斜。我们发现，这种发射是沿磁轴和接近极帽边缘的峰值，从而可能提供一个解释脉冲星无线电发射的核心和锥分量。
2021-08-26 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Particle-level model for radar based detection of high-energy neutrino cascades
我们提出了一个粒子级模型，用于计算粒子簇射后形成的等离子体入射射频辐射的无线电散射。我们将此模型纳入一个软件模块（“RadioScatter”），该模块使用单个粒子的运动方程计算集体散射信号，考虑等离子体效应，发射器和接收器的几何形状，边界处的折射和天线增益模式。我们发现可观的集体散射振幅与相干相位的几何形状的范围内，具有较高的几何和体积接受。详细的计算进行了讨论，以及到GEANT4无线电散射的实施。我们的模型，目前定于2018年在SLAC的实验室测试，测量反射等离子体的时间依赖性特征的目标，也被描述。展望未来的冰，高能中微子探测器，以及比较目前的检测策略，提出。
2018-12-06 astro-ph.HE physics.ins-det
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
Nuclear and electromagnetic cascades induced by ultrahigh-energy cosmic rays in radio galaxies: implications for Centaurus A
本文开发了自洽耦合核级联与电磁级联的UHECR输运数值程序，以半人马座A为对象定量研究其大型喷流中UHECR原子核与光子场作用产生的VHE γ射线信号，证明中等质量核主导时地面望远镜有望探测到该信号。
2023-06-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
Observation of Broadband In-ice Radiation from Impacting High-Energy Cosmic Rays
本研究首次提供高能宇宙射线撞击南极冰盖产生冰内射频发射的实验证据，通过阿斯卡莱恩射电阵列探测到13个冰下脉冲事件，其特性与阿斯卡莱恩辐射一致，最亮事件角辐射模式支持扩展级联发射体。
2025-07-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
Simulation of combined radio and radar signals at the Radar Echo Telescope for Cosmic Rays
Radboud University（拉德堡德大学）；Université libre de Bruxelles (ULB)（布鲁塞尔自由大学）；Vrije Universiteit Brussel（布鲁塞尔自由大学）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；University of Kansas（堪萨斯大学）；Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of Chicago（芝加哥大学）；University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学）
为探索高能中微子天文学，开发RET-CR评估雷达探测冰中粒子级联技术可行性。本文展示首个联合模拟软件包及研究，表征RET-CR冰中接收器处联合无线电和雷达信号，描述模拟框架并讨论信号特征。
2026-07-29 astro-ph.HE
On the coherent emission of radio frequency radiation from high energy particle showers
宇宙射线撞击地球大气层产生的扩展空气簇射通过不同的机制辐射射频辐射。在某些条件下，辐射具有相干性质，结果是发射的功率与初级宇宙射线的能量不成比例，而是与能量的平方成比例。这种效应是由Askaryan在1962年预测的，现在它已经在实验上得到了很好的建立，并被用于探测超高能宇宙射线。在本文中，我们详细讨论了条件的相干性，这在文献中已经太经常被认为是理所当然的，并计算它们的分析，找到一个配方，其中cohenhends的相干和非相干的排放。我们将结果应用于切伦科夫效应，获得了与Askaryan相同的结论，并应用于地球同步辐射。
2017-01-09 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Measurement of radio emission from extensive air showers
天体粒子物理学的一个新的有希望的发展是测量广泛的空气簇射的无线电发射。级联中的粒子发射同步辐射（30 - 90 MHz），其用偶极天线阵列检测。最近的实验工作进行了讨论。
2009-10-12 astro-ph.HE
The radiation mechanism of fast radio bursts
快速射电暴是主要在1.5 GHz附近观测到的无线电瞬变。它们的峰值频率以100 ~ 500 MHz/s的速率衰减，有的脉冲宽度较宽，并有指数衰减的拖尾。快速射电暴的常见假设包括导致峰值频率漂移的色散效应和导致脉冲展宽的散射效应。这些假设将异常大的色散测度和散射测度归因于宿主星系的环境介质。本文证明了快速射电暴的辐射可以用波荡器辐射来解释，而大的色散测度可以归因于主要来自源旋转的运动效应，而源可能是变星。在我们的方案中，脉冲展宽是近场效应，脉冲本身代表扫过观察者的菲涅耳衍射图案。我们的工作是第一次在特殊的辐射机制而不是特殊的辐射传播环境下分析快速射电暴的性质。
2017-08-29 astro-ph.HE
$γ$-Cascade V4: A Semi-Analytical Code for Modeling Cosmological Gamma-Ray Propagation
本文发布公开半解析数值软件 $γ$-Cascade V4，用于模拟高能伽马射线在宇宙中的电磁级联、红移及 EBL 相互作用，并验证其与 Monte Carlo 输运模型一致。
2025-05-15 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Simulation of in-ice cosmic ray air shower induced particle cascades
本文结合 CORSIKA 与 Geant4 模拟宇宙射线空气簇射在极地冰层中的级联，参数化电荷分布并分析 Askaryan 发射及 RADAR 探测可行性。
2024-04-05 astro-ph.HE
Macroscopic approach to the radar echo scatter from high-energy particle cascades
本文提出一种宏观模型，用于预测高能宇宙射线或中微子级联在冰等致密介质中的雷达回波特征，模拟单次散射事件耗时不足10秒，并在T-576实验中验证了信号强度与观测结果一致。
2024-06-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
One-dimensional pair cascade emission in gamma-ray binaries
在伽马射线双星中，如LS 5039，大量的电子-正电子对是由来自大质量恒星的光子湮灭原始甚高能伽马射线而产生的。来自这些粒子的辐射对总的高能伽马射线通量有贡献，并且可以引发级联，从而降低系统中的有效伽马射线不透明度。本文的目的是建立级联发射模型，并研究它是否可以解释HESS在LS 5039上合探测到的VHE伽马射线通量，预计初级伽马射线将被完全吸收。如果由周围磁场引起的电子对的偏转可以忽略，则沿视线方向形成一维级联。然后可以采用半解析方法，包括来自伴星的各向异性种子辐射场的影响。级联方程数值求解，产生的对和光子的密度。在LS 5039中，级联对总通量的贡献很大，并且与初级VHE伽马射线的轨道调制反相关。级联排放占主导地位接近优越的结合，但太强，与HESS测量兼容。正电子湮没不会产生可检测到的511 keV辐射。这项研究提供了一个上限级联发射的伽玛射线双星在轨道阶段的吸收是强的。这些电子对很可能被周围的磁场偏转或各向同性化，这将减少观察者看到的结果发射。级联发射仍然是一个可行的解释，在LS 5039的优越结合检测到的伽马射线。
2009-09-30 astro-ph.HE
Gamma-rays from anisotropic IC e^{\pm} pair cascades in microquasars: Application to Cyg X-3
微类星体被认为会发射高能伽马射线，因为它们与伽马射线的耀变体（相对论喷流、非热射电到X射线发射的证据）有着普遍的相似性。事实上，这种类型的第一个来源，天鹅座X-3，最近已经被卫星望远镜明确发现。我们研究了在这些源中产生的伽马射线辐射的相对论电子，在内部的射流加速的功能。电子在吸积盘的辐射场中引发逆康普顿e^ \pm对级联。由于吸积盘辐射场的各向异性，γ射线的光谱表现出强烈的依赖于观测角度，在喷流内的发射区域的位置和加速过程的细节。作为一个例子，我们面对我们的模型与观测的微类星体天鹅座X-3，这是最近报道的瞬态GeV伽马射线源的敏捷和费米天文台。如果观测者与喷流轴成相对小的角度，则在喷流内部（位于距喷流底部300内盘半径内）注入电子的情况下，对Cyg X-3观测到的γ射线谱的描述是令人满意的。
2011-12-05 astro-ph.HE
Coherent curvature radiation and Fast Radio Bursts
快速射电暴是持续数毫秒的河外射电瞬变事件，其流量为~1 GHz。我们认为这些性质暗示了一个中子星的祖先，并把重点放在相干曲率辐射作为辐射机制。我们研究的参数集的排放可以满足观测约束。即使发射是相干的，我们发现，自吸收可以限制在低射频产生的亮度，需要一个有效的再加速过程来平衡发射粒子的巨大能量损失。自吸收限制了低射频下的亮度，而相干性有利于陡峭的光学薄光谱。此外，磁几何形状必须具有高度的秩序，以获得相干曲率发射。粒子沿着它们的速度矢量发射光子，从而大大降低了逆康普顿机制。在这种情况下，我们预测，快速射电暴发射的大部分亮度在无线电波段，并没有强对应的任何其他频段。
2018-03-20 astro-ph.HE
Coupled Time-Dependent Proton Acceleration and Leptonic-Hadronic Radiation in Turbulent Supermassive Black Hole Coronae
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）；National and Kapodistrian University of Athens（雅典国立卡波迪斯特里安大学）；Queen’s University（女王大学）；Arthur B. McDonald Canadian Astroparticle Physics Research Institute（阿瑟·B·麦克唐纳加拿大高能天体粒子物理研究所）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理前沿研究所）
本文提出一个时间依赖的数值框架，耦合质子加速与轻子-强子辐射，用于模拟超大质量黑洞冠层中非热粒子加速及辐射过程，重现中微子能谱并揭示延迟多信使信号的产生机制。
2026-01-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Plasma Radiation Model of Fast Radio Bursts from Magnetars
本文提出磁星耀发产生快速射电暴的相干等离子体辐射新模型，类比III型太阳射电暴，预测多波长观测特征，影响射电天文与天基天体物理。
2023-11-15 astro-ph.HE
Extent radiation in different types of radio sources
估计类星体和星系源射电辐射的程度分量的贡献。在千秒差距尺度上的源无线电结构的考虑被用于在十倍频程和更高的频带。确定了幅度分量对源射电辐射的贡献以及样品源的主要物理参数。我们发现，与致密射电星系和类星体相比，巨射电星系具有更小的核区光度、更弱的磁场和更大的特征年龄。从我们的研究中可以看出，源辐射的幅度分量贡献可能是射电源年龄的指标。
2009-11-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
Beyond the Rotational Deathline: Radio Emission from Ultra-long Period Magnetars
本研究提出在自转供能死亡线外的中子星中，由壳层塑性运动或热电效应引发的磁层扭转可触发对级联，从而产生超长周期相干射电辐射，并推导了相应的死亡线与活动区。
2024-07-23 astro-ph.HE
Prompt X-ray and Optical Excess Emission due to Hadronic Cascades in Gamma-Ray Bursts
一小部分伽马射线暴在低于几十keV的瞬发辐射中表现出明显的光谱特征，这超过了能带光谱模型低能幂律部分的简单外推。这也适用于在几个突发中观察到的即时光发射。通过蒙特卡罗模拟，我们模拟了伽玛暴外流中加速的超高能质子的光子相互作用引发的强子级联发射等低能谱过剩成分。来自级联的次级电子-正电子对的同步辐射可以自然地再现在X射线带中观察到的软光谱，并且在某些情况下也可以再现光谱。这些组件可以直接相关的更高的能量辐射在GeV的能量，由于强子级联。根据光谱形状，质子的总能量需要与观察到的总光子能量相当或明显大于观察到的总光子能量。特别地，我们将我们的模型应用到GRB 090902 B的过量X射线和GeV发射，以及“裸眼”GRB 080319 B的明亮的光学发射。除了{ \it Fermi}探测到的硬GeV分量外，这种X射线或光谱过剩是伽马射线暴中超高能宇宙射线产生的进一步潜在特征。
2010-09-28 astro-ph.HE
Cosmological Evolution of Flat-Spectrum Radio Quasars based on the {\it Swift}/BAT 105-month Catalog and Their Contribution to the Cosmic MeV Gamma-ray Background Radiation
利用最新的{ \it Swift}/BAT 105月X射线源表，提出了一个新的平谱射电类星体（FSRQ）X射线光度函数.与以往对X射线波段FSRQs的研究相反，利用光度依赖的密度演化模型，我们发现FSRQs在$z\sim1-2$处随光度变化出现演化峰.我们的结果与射电和GeV波段FSRQ的演化相当一致，尽管数密度小了5- 10倍。我们进一步探讨了FSRQs对宇宙MeV γ射线背景辐射的贡献。我们发现，FSRQs只能解释$\sim3$ \%的观测到的1 MeV附近的MeV γ射线背景通量，表明其他人口是必要的。未来的MeV γ射线观测将是理解MeV γ射线背景辐射起源的关键。
2020-05-06 astro-ph.HE
Radio pulsars with expected gamma radiation and gamma pulsars as pulsating radio emitters
脉冲星作为高能致密射电、X射线和伽马射线源，在天体物理学中起着至关重要的作用。我们以前的工作表明，费米γ射线空间望远镜板上的大面阵望远镜（LAT）发现的脉冲γ源射电星在光柱附近有很高的磁场值，比射电星的磁场强2 ~ 3个数量级：$\log B_{lc}$（G）分别为3.60-3.95和1.75。此外，它们的自转能量损失也比主射电星系群的相应值平均高三个数量级：$\log \dot E$（erg/s）= 35.37-35.53和32.64。找到了γ射线光度与射电光度之间的相关性，从而可以从所有已知的射电天体集合中，以较高的概率选择出可被探测为γ射线天体的天体。我们给出了这类射电天体的清单，并建议从这些天体中寻找γ辐射。另一方面，已知的伽玛射线源星表中包含了一些目前还不被称为射电射线源的源。它们中的一些具有较大的伽马光度值，根据所获得的相关性，我们可以预期这些物体会发出明显的无线电辐射。我们给出了这样的恒星的列表和预期的通量密度，以寻找频率为1400和111 MHz的辐射。
2017-12-17 astro-ph.HE
Poynting flux transport channels formed in polar cap regions of neutron star magnetospheres
本研究通过二维粒子模拟发现，中子星极冠区对级联放电形成坡印廷通量输运通道，相干射电辐射无需粒子-波能量转换，且波束无锥形结构，直接沿无对产生的开放磁场线逃逸。
2024-11-05 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Neutrino and Cascade Gamma-Ray Emission from Magnetized Turbulent Coronae in Seyfert Galaxies
本文假设塞弗特星系冕区磁化湍流加速质子产生高能中微子和伽马射线，揭示了中微子与X射线光度的关系，并提出MeV伽马射线可作为检验强子冕模型的关键多信使探针。
2025-11-01 astro-ph.HE
Synchrotron Emission from Pair Cascades in AGN Environments
最近对不属于高频率峰值BL Lac（HBL）类的甚高能（VHE，E > 100 GeV）γ射线耀变体的探测表明，这些天体中可能存在γ-γ吸收和对级联。即使存在较弱的磁场，这些康普顿支持的对级联也会发生偏转，并对射电星系的费米伽马射线通量做出贡献。我们证明，在这种情况下，磁场不能确定从一个适合的级联发射的伽玛射线光谱单独，和简并只能解除，如果同步辐射从级联观察。我们用NGC 1275的例子来说明这个事实。我们指出，级联同步辐射可能产生的光谱特征，让人想起的大蓝色隆起观察到的光谱能量分布的几个耀变体，并说明这一想法为3C 279。
2012-07-30 astro-ph.HE
Polarized QED Cascades over Pulsar Polar Caps
本文研究脉冲星极冠QED级联中的光子偏振效应，采用Monte Carlo QED算法结合单粒子和PIC模拟，发现CR光子高线性偏振而SR光子弱偏振，且CR光子偏振使$e^\pm$对产生增加约5%。
2024-04-28 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Notes on non-thermal X-ray radiation of radio supernova remnant W50 and collimated radiation of SS433
射电星云W 50沿微类星体SS 433喷流线的弥散X射线辐射具有非热幂律分量。这可能是SS 433吸积盘漏斗的逆康普顿散射发射，在相对论电子散射之前，它被准直成一个圆锥-所谓的发射圆锥，假设和直接不可见。该模型将消除同步辐射模型中的X射线发射问题：在温和相对论性的SS 433喷流中发射电子加速到极端Lorenz因子$γ> 10^9$以及在同步辐射射电和X射线波段中W 50的形态差异。我们对康普顿化模型的研究表明，在最小因子$γ_{\rm min}$为1阶的情况下，向上散射锥光子的相对论粒子的能量接近或超过星云的总能量--模型不适用的情况。在$γ_{\rm min} > 10$的情况下，锥发射被压缩到1 - 10 keV带之外，因此现有的观测数据对发射锥不敏感。
2013-06-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Extragalactic Gamma-ray Background Radiation from Beamed and Unbeamed Active Galactic Nuclei
河外γ射线背景辐射（EGRB）的起源一直是天体物理学中的一个谜。最近，费米伽马射线卫星（Fermi）揭示了~22%的未解决的EGRB可以用耀变体来解释，耀变体是活动星系核（AGN）的一个群体。其余约78%的未解决EGRB仍未知。我们估计的伽玛射线射电星系，这是最近发现的费米失调的射电响亮AGN，EGRB的射电光度函数的射电和伽玛射线光度之间的相关性的射电响亮AGN的贡献。我们发现，~25%的未解决的EGRB将被解释的伽玛射线响亮的射电星系人口。我们还进一步讨论了EGRB的起源，通过比较费米EGRB数据与我们的研究的各种AGN人口的贡献EGRB，这是无线电安静AGN，耀变体，和伽玛射线大声射电星系。
2011-08-06 astro-ph.CO astro-ph.HE
On the possible mechanism of radio emission of polars
我们提出了一个机制，从极地无线电发射的产生。它是基于热电子在起伏磁场背景下的回旋辐射。波动的来源是阿尔文波湍流。得到了辐射光谱和偏振度的表达式。以极区AM~Her为例，计算了吸积流的射电辐射通量。在建议的排放模型的框架内，与现实的等离子体特性，它是可能的，以重现所观察到的VLA波段的辐射通量。
2018-08-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
