Why CLEAN when you can PURIFY? A new approach for next-generation radio-interferometric imaging
在最近的工作中，稀疏模型和凸优化技术已被应用到无线电干涉（RI）成像显示出潜在的优于国家的最先进的成像算法在该领域。在这次演讲中，我将回顾我们在RI成像方面的最新贡献，这些贡献利用凸优化的多功能性来处理现实的连续维，并提供高度并行化的结构，为高维数据的可扩展性铺平道路。首先，我将回顾我们最近提出的平均稀疏性方法SARA，它依赖于自然图像在多个相干基上表现出强平均稀疏性的观察。其次，我将讨论SARA的有效实现，以及一般的稀疏正则化问题，在一个新的工具箱中，
2015-02-17 astro-ph.IM
PURIFY: a new algorithmic framework for next-generation radio-interferometric imaging
在最近的工作中，压缩传感（CS）和凸优化技术已被应用到无线电干涉成像显示出潜在的优于国家的最先进的成像算法在该领域。我们回顾了我们的最新贡献，它利用凸优化的多功能性来处理现实的连续vibration，并提供了一个高度并行化的结构，为显着加速重建和高维数据的可扩展性铺平了道路。在新的软件PURIFY（测试版）中推广的新算法结构依赖于乘法器的错误方向方法（SDMM）。各种稀疏先验的性能进行评估，通过模拟在连续的可见性设置，确认我们最近的平均稀疏性方法SARA的优越性。
2014-06-02 astro-ph.IM
WTF? Discovering the Unexpected in next-generation radio continuum surveys
天文学的大多数重大发现都来自于以新的方式测量宇宙而获得的计划外发现，而不是通过测试假设或进行有计划结果的调查。下一代无线电连续谱巡天，如宇宙演化图（EMU：澳大利亚SKA探路者望远镜上的无线电连续谱巡天），将显著扩大观测相空间的体积，因此我们可以有理由相信，我们将偶然发现意想不到的新现象或新类型的物体。然而，仪器的复杂性和大量的数据意味着识别它们可能是不平凡的。另一方面，如果我们不这样做，那么我们可能会错过EMU最令人兴奋的科学成果。因此，我们启动了一个名为“WTF”的项目，该项目的明确目标是利用各种机器学习技术和算法挖掘EMU数据，以发现不属于我们主要科学目标的意外科学。虽然专门针对欧洲货币联盟，我们希望这种方法将有广泛的适用性，天文调查数据。
2016-11-09 astro-ph.IM
MARS: A Lightweight Morphology-Aware RFI Segmentation Network for Mask-Guided Mitigation in Radio Astronomy
University of Oxford（牛津大学）；National Centre for Radio Astrophysics (NCRA)（国家射电天体物理中心）
本文提出基于GPU的轻量级RFI抑制流程MARS，采用形态感知U-Net网络，通过加入天体信号保留损失提升信号保护效果，在精度、信号保留率和计算速度上均优于现有CPU工具。
2026-08-07 astro-ph.IM
WFXT synergies with next generation radio surveys
我强调的协同作用的宽视场X射线望远镜（WFXT）与下一代无线电调查，包括那些将获得与澳大利亚平方公里阵列探路者和平方公里阵列，并讨论X射线和无线电源人口之间的重叠。WFXT将极大地受益于具有非常高的天体测量精度的深射电目录的可用性，而另一方面，WFXT数据对于识别低至~ 50微焦耳的微弱射电源至关重要。
2010-04-26 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
SETI reloaded, Next Generation Radio Telescopes, Transients and Cognitive Computing
使用射电望远镜搜寻地外文明（SETI）是一个已有50多年历史的研究领域。到目前为止，无论是定向调查还是广域调查，都尚未发现来自智能文明的人工信号。在本文中，我认为，共存的智能和通信文明的发生率在银河系中可能很小。虽然这使得成功的SETI搜索确实是一个非常困难的追求，即使是一个单一的检测的巨大影响，要求我们继续搜索。射电望远镜（特别是未来的宽视场仪器，如平方公里阵列SKA）的整体性能的大幅提高，为该领域带来了新的乐观情绪。SETI研究人员通过开放的同行评审程序成功地获得了世界上一些最敏感的射电望远镜设施的观测结果，这已经证明了这一点。对动态无线电天空的兴趣日益增加，以及我们探测诸如快速射电暴（FRB）等新的快速瞬变现象的能力也令人鼓舞。虽然FRB的性质尚未完全了解，但我认为它们不太可能是遥远的外星文明的标志。由于天文学家面临着各方面的数据雪崩，因此在相关领域取得的进展，如先进的大数据分析和认知计算，对于实现偶然发现至关重要。无论如何，随着SKA时代的快速临近，SETI探测的前景从未如此美好。
2015-03-04 astro-ph.IM
Next Generation Radio Astronomy Receiver Systems
未来十年的射电天文学观测将需要更高的灵敏度，同时以比现有望远镜高得多的效率绘制大片空间区域。这就要求新仪器具有最高的灵敏度、动态范围和视场。在大多数无线电波长下，接收器噪声正迅速接近基本极限，因此只有通过增加收集面积才能显著提高灵敏度。总之，这些要求建议使用小型天线的大型阵列，或许多配备有多波束阵列的中等尺寸天线。所面临的挑战是开发接收器和宽带数据传输系统，其比当前最好的系统成本更低、更紧凑、更可靠、重量更轻、并且更可再现，而不损害性能。这可以通过更大程度的组件集成、数字信号处理和传输的广泛使用以及用数字运算和细光纤替换目前在大体积波导和同轴电缆组件中执行的功能来实现。在本白皮书中，我们概述了接收器架构的全面重新设计和重新优化，以利用商业技术的最新进展。这涉及到在单个接收器模块内无缝集成从RF到基带、从模拟到数字以及从铜缆到光纤的转换。
2009-08-26 astro-ph.IM
Machine learning driven reconstruction of cosmic-ray air showers for next generation radio arrays
针对下一代射电阵列，本文提出用图神经网络重建宇宙射线簇射参数（方向、核心、能量、Xmax），基于CoREAS模拟库训练，为IceCube-Gen2等提供可扩展方案。
2025-07-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
Cost Effective Designs For Next-Generation Radio Telescopes
针对小规模射电天文实验因资金受限难以产出前沿成果的问题，提出了低成本下一代射电望远镜的创新设计与可实现专业级科学成果的观测策略。
2025-06-27 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Calibration and imaging challenges at low radio frequencies: An overview of the state of the art
下一代低频射电望远镜的许多科学成果需要高动态范围成像。正在建设中的下一代望远镜确实承诺与现有望远镜相比，灵敏度至少增加10倍。在这些望远镜的图像中，投影的可实现RMS噪声在1- 10 $μ$ μ y/光束的范围内，对应于$10^{6-7}$的典型成像动态范围。高的成像动态范围要求去除系统误差以达到高精度和长的积分间隔。一般来说，许多误差来源是方向性的，除非得到纠正，否则将成为这些下一代望远镜成像动态范围的限制因素。这需要开发用于校准和成像的新算法和软件，其可以校正这种方向和时间相关误差。在本文中，我将讨论由此产生的算法和计算的挑战和最近取得的进展，以解决这些挑战。
2009-06-02 astro-ph.IM
Next-Generation Triggering: A Novel Event-Level Approach
本文针对GRAND等大规模宇宙线探测器提出事件级射电触发方法，通过升级平面波前重建并分析射电辐射足迹的空间分布来改进事件选择，在模拟数据上验证了其灵敏度和背景抑制潜力。
2024-08-30 astro-ph.IM
Detecting highly-dispersed bursts with next-generation radio telescopes
最近，有报告称，在用帕克斯多波束接收器进行的脉冲星调查中发现了六个明亮的、分散的相干射电爆发。我们对这些爆发的起源所知不多，但它们的能量很高，很可能起源于银河系外。它们的性质暗示着极端的环境和有趣的物理学，但为了理解和研究这些事件，需要找到更多的例子。幸运的是，最近射电天文学的繁荣意味着许多“下一代”射电望远镜将在不久的将来开始观测。在本文中，我们讨论了探测短河外爆发的前景，在波束形成和成像数据，使用这些仪器。我们发现，通常由快速瞬变的无线电测量探测的空间体积是有限的源的色散测量（DM），而不是它的物理距离（虽然这两个量是相关的）。这种效应对于低频望远镜来说更大，因为传播效应更突出，但是它们更大的视场通常足以补偿这一点。我们的模拟表明，SKA1的低频分量每小时都可以发现一次河外爆发。我们还表明，如果望远镜的灵敏度高于一定的阈值，成像调查可能会证明更富有成效的比波束形成的调查在寻找这些种类的瞬态。
2013-09-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
ARA-Next: a new DAQ and trigger architecture for the Askaryan Radio Array
为提升Askaryan Radio Array的超高能宇宙中微子探测能力，研究团队开发基于RFSoC的新型DAQ系统ARA-Next，设计多款创新触发机制以降低阈值、提升灵敏度，同时为同类未来实验提供技术支撑。
2024-09-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
Next Generation Millimeter/Submillimeter Array to Search for 2nd Earth
ALMA是目前革命性的射电望远镜，它的全面运行将从2012年开始。预计ALMA将解决几个宇宙问题，并将向我们展示一个新的宇宙观。我们对天文学的热情自然超越了ALMA，因为我们相信21世纪的天文学应该追求新的科学前沿。在这次会议上，我们提出了一个未来射电望远镜的项目，以寻找可居住的行星，并最终发现第二地球作为一个可迁移的行星。发现第二个地球不仅是天文学家的终极梦想之一，也是人类的终极梦想之一。
2011-06-17 astro-ph.IM
A Generic and Efficient E-field Parallel Imaging Correlator for Next-Generation Radio Telescopes
现代射电望远镜更倾向于密集排列的阵列布局和大量的天线（$N_\textrm{A}\gtrsim 1000$）。由于传统成像仪的复杂性与$\mathcal{O}(N_\textrm{A}^2)$成比例，因此实现这些功能强大的仪器的全部成像潜力将需要高昂的成本。通过我们的通用和高效的电场并行成像关联函数（EPIC），我们提出了一个广义的直接成像算法，即模块化最佳频率傅立叶（MOFF）成像仪的第一个软件演示。它不仅可以降低$\mathcal{O}(N_\textrm{A}\log_2 N_\textrm{A})$密集布局的成本，还可以从不规则布局和异构天线阵列中成像。EPIC是高度模块化的，可并行化的，在面向对象的Python中实现，并且公开可用。我们已经验证了所产生的图像是等同于那些从传统的技术，在精度设置网格粗糙度。我们还验证了我们的实施与长波长阵列（LWA1）观察到的数据。我们提供了一个详细的框架与异构阵列成像，并表明EPIC鲁棒估计输入的天空模型，这样的阵列。具有密集填充因子的天线布局由大量天线组成，如LWA、平方公里阵列、氢再电离时代阵列和加拿大氢强度测绘实验，通过部署优化版本的EPIC，将获得显着的计算优势。该算法是一个强有力的候选人的仪器针对瞬态搜索的快速射电暴（FRB），以及行星和系外行星的现象，由于高速校准的时域图像和低输出带宽的可用性相对于基于能力的系统。
2017-01-19 astro-ph.IM
Exoplanet Transits with Next-Generation Radio Telescopes
到目前为止，我们对太阳系外行星的了解几乎都来自光学天文学。虽然系外行星极光被预测在低射频（< 1 GHz）时是明亮的，但我们考虑了系外行星过境对宿主恒星无线电发射的影响。由于类太阳恒星的无线电辐射集中在活跃区域，行星遮蔽恒星黑子可能会导致不成比例的深凌，这应该可以用目前正在开发的主要无线电阵列（如平方公里阵列）检测到。我们计算了SKA阶段和组件的辐射灵敏度，发现SKA 2-Mid可以期望检测到最近的类太阳恒星和许多冷矮星周围的凌日。这个辐射光变曲线的形状将受到行星磁层的闪烁和透镜效应的影响，从而对磁层参数进行编码。此外，这些凌日还将探测恒星表面的恒星活动分布，并有助于清除恒星活动对系外行星传输光谱和径向速度光谱的污染。因此，系外行星及其宿主恒星的无线电窗口是对现有光学工具的宝贵补充。
2018-10-26 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Observability of radio reflections from exoplanet ionospheres with next generation radio telescopes
本文提出通过观测热木星电离层反射的恒星射电辐射来推断其等离子体密度分布与热状态，并证明SKA等下一代低频射电望远镜有望探测约0.01%通量比的微弱信号。
2025-07-28 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Next Generation Very Large Array
下一代甚大阵（ngVLA）是美国国家射电天文台（NRAO）正在设计的一个转型射电天文台。它将在灵敏度、分辨率和紫外线覆盖范围方面提供数量级的改进，超过目前的Jansky甚大阵列（VLA），频率范围约为1.2-50 GHz，并将频率范围扩展到70-115 GHz。该文件是加拿大社区成员为2020年长期计划小组撰写的白皮书，该小组将对加拿大未来的天文学方向提出建议。由于加拿大人历来是VLA的主要用户，并且一直是ALMA的NRAO的重要合作伙伴，因此欢迎加拿大参与ngVLA。过去五年来，加拿大人实际上参与了ngVLA的讨论，并在ngVLA科学和技术咨询委员会中发挥了领导作用。加拿大的技术对ngVLA也很有吸引力，特别是我们的无线电天线、接收器、相关器和数据档案的设计，以及我们实现这些设计的工业能力。事实上，加拿大对ngVLA天线和相关器/波束形成器的设计目前是该项目的基线模型。考虑到加拿大无线电社区的规模和VLA（和ALMA）的早期使用，我们建议加拿大以7%的水平参与ngVLA。这种参与将是重要的，足以使加拿大在建设和使用全球VLA方面发挥领导作用。加拿大参与ngVLA不应妨碍其参与SKA;使用这两个设施对于满足加拿大射电天文学的需求是必要的。事实上，ngVLA将填补那些射频与SKA和ALMA在高灵敏度和分辨率可观察到的差距。加拿大在ngVLA的伙伴关系将使其能够获得尖端设施，共同覆盖大…
2019-11-04 astro-ph.IM
Frequency Agile Solar Radiotelescope: A Next-Generation Radio Telescope for Solar Physics and Space Weather
在过去的二十年里，频率捷变太阳射电望远镜（FASR）一直被天文学和天体物理学十年调查以及太阳和空间物理学十年调查强烈认可为最高社区优先事项。虽然它在前几年已经发展到高度准备状态（它经过了CATE分析，并被宣布为"现在可行”），但NSF还没有为这个中等规模的项目提供资金的供资机制。现在它做到了，社区必须抓住这个机会，使FASR设计现代化，并在这十年内建造仪器。这一概念及其科学潜力已得到了开拓性的扩大欧文斯谷太阳能电池阵列（EOVSA）的充分证明，它展示了FASR关键能力的一小部分，如动态测量爆发耀斑中不断变化的磁场，耀斑中电子能量分布的时空演变，以及动态组件（耀斑，通量绳，电流片）之间的广泛耦合。FASR概念比EOVSA强几个数量级，风险低，回报极高，开拓了太阳和空间天气物理学的一个全新研究领域。利用无线电波长的动态宽带成像分光偏振法，其对日冕磁场以及从大耀斑到极弱瞬变的热等离子体和非热电子具有独特的灵敏度，地基FASR将对日冕进行天气测量。磁场并以3D方式绘制从色球层到中日冕的发射。凭借其高空间，光谱和时间分辨率，以及其卓越的成像保真度和动态范围，FASR将成为下一代太阳科学所需的太阳和日光层能力的高度互补和协同作用的组成部分。
2022-10-19 astro-ph.IM astro-ph.SR
Enabling Next Generation Dark Energy and Epoch of Reionization Radio Observatories with the MOFF Correlator
拟议中的21厘米宇宙学观测站用于研究再电离（z ~6-15）和暗能量（z ~0-6）的时代，设想了具有数万个天线元件的紧凑阵列。使用传统的XF或FX分解器完全关联这些元素在计算上是昂贵的，并且已经导致一些团体重新考虑直接成像/FFT分解器。在本文中，我们开发了一种变化的直接成像关联函数，我们称之为MOFF关联函数。MOFF关联函数具有直接成像关联函数的计算优势，同时避免了其许多缺点。特别地，MOFF关联函数对天线布置或类型没有限制，提供包括宽场偏振测量和非共面基线效应的完全校准的输出图像，并且对于紧凑的无线电宇宙学阵列，可以比XF或FX相关器更有效数量级。
2011-09-30 astro-ph astro-ph.IM
Calibrating High-Precision Faraday Rotation Measurements for LOFAR and the Next Generation of Low-Frequency Radio Telescopes
利用当前和下一代低频射电望远镜进行法拉第旋转测量将为天文磁场提供强有力的探测。然而，实现这些测量的全部潜力需要准确地去除时变电离层法拉第旋转的贡献。我们提出了ionFR，一个代码，计算电离层法拉第旋转量为特定的时代，地理位置和视线。ionFR使用了一些公开的、GPS衍生的总电子含量地图和最新发布的国际地磁参考场。我们描述的应用程序的无线电极化观测的校准，并证明其建模的电离层法拉第旋转使用LOFAR脉冲星观测的高精度。这些表明，我们可以准确地确定一些有史以来最高精度的脉冲星旋转措施。精确的旋转测量可用于监测旋转测量的变化--无论是内在的还是由于通过星际介质的视线变化而引起的。这种校准对于附近的源特别重要，因为电离层可以对观测到的旋转测量做出很大的贡献。我们还讨论了ionFR的改进计划，以及电离层法拉第旋转校准对新一代低频射电望远镜（如SKA及其探路者）的重要性。
2013-03-25 astro-ph.IM
Scaling Radio Astronomy Signal Correlation on Heterogeneous Supercomputers Using Various Data Distribution Methodologies
下一代射电望远镜将需要更大数量级的计算能力，以提供更高灵敏度的宇宙视图。在射电望远镜信号处理流程的初始阶段，信号相关性是处理巨大数据吞吐量和密集计算方面的最大挑战之一。我们实现了一个基于GPU集群的软件相关器与各种数据分布模型，并给出了一个系统的比较使用Fornax超级计算机的测试结果的基础上。通过分析每个模型的可扩展性和吞吐量，在广泛的问题大小范围内确定最佳方法，涵盖下一代望远镜的规模。
2013-05-24 astro-ph.IM cs.DC
Radio Studies of the Middle Corona: Current State and New Prospects in the Next Decade
West等人（2022）定义的“中日冕”是一个关键的过渡区域，它将高度结构化的低日冕连接到外日冕，在那里磁场变得主要是径向的。在无线电波长，遥感的中日冕落在米-declare波长范围内的无线电发射机制发生了关键的转变。此外，中日冕的等离子体特性可以通过跨日冕无线电传播方法包括无线电闪烁和法拉第旋转技术来探测。它们共同为中日冕提供了丰富的诊断工具，补充了其他波长的当前和计划任务。这些诊断包括探测和测量磁场和与日冕物质抛射相关的高能电子的独特手段，绘制日冕冲击和电子束轨迹，以及限制等离子体密度，磁场和“年轻”太阳风的湍流。在简要概述了相关的无线电诊断方法之后，本白皮书将讨论中日冕无线电研究的现状，获得更全面图片的挑战，并建议未来十年的展望。我们从无线电角度推进中日冕科学的具体建议是：（1）优先考虑具有宽带、高动态范围成像偏振光谱测量能力的~0.1-1 GHz范围内的太阳专用无线电设施。(2)开发进行多视角、多视线跨日冕射电法拉第旋转测量的设施和技术。
2023-01-28 astro-ph.IM astro-ph.SR physics.space-ph
Millimeter/submillimeter VLBI with a Next Generation Large Radio Telescope in the Atacama Desert
提出的下一代事件视界望远镜（ngEHT）概念设想通过扩展事件视界望远镜（EHT）在微弧秒尺度上以前所未有的细节成像各种天文源，在图像动态范围上具有至少两个数量级的改进。ngEHT的一个关键技术组成部分是利用大口径望远镜来固定整个阵列，从而通过高灵敏度的条纹探测将灵敏度较低的台站连接起来，形成一个遍布地球的密集网络。在这里，我们介绍了两个计划在2030年代在智利北部阿塔卡马沙漠的Chajnantor高原上建造下一代大型射电望远镜的项目，大型亚毫米波望远镜（LST）和阿塔卡马大口径亚毫米波望远镜（AtLAST）。两者都设计为具有50米直径，并在86、230和345 GHz的计划ngEHT频带上工作。一个50米的大孔径与两个现有的EHT站-阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列和阿塔卡马探路者实验望远镜-位于查南托尔高原的绝佳观测地点，将提供高灵敏度、多频率、和时间敏捷毫米甚长基线干涉测量（VLBI）观测与准确的数据校准相关的关键科学案例ngEHT。除了ngEHT，它在智利的独特位置将大大提高计划在北美或任何未来的全球毫米VLBI阵列的角分辨率，如果结合下一代甚大阵列。LST和AtLAST将成为下一代毫米/亚毫米VLBI阵列实现变革性科学案例的关键要素。
2022-12-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Role of Radio Observations in Studies of Infrared-Bright Galaxies: Prospects for a next-generation Very Large Array
今天的大部分恒星质量是在宇宙还不到现在年龄的一半时在星系中形成的（即，$1 \lesssim z \lesssim 3$）。虽然这可能标志着星系演化最关键的时期之一，但我们目前还没有一个关于这个时期星系盘内冷分子气体的径向范围和分布以及相关恒星形成的清晰图像。这样的观测对于正确估计这些星系将气体转化为恒星的效率以及解释控制这种效率的各种能量过程至关重要。长波长（即，远红外到无线电）观测对于穿透与尘埃、红外明亮星系相关的高水平消光至关重要，这些星系在这些时期驱动恒星质量组装。在这篇文章中，我们将讨论如何下一代甚大阵列将采取变革性的一步，我们的理解星系形成和演化提供的能力，同时研究的相对分布分子气体和恒星形成的sub-kpc尺度不受尘埃的大人口的典型星系在早期宇宙探测未来的远红外空间任务。
2022-07-15 astro-ph.GA astro-ph.IM
Scalable Bayesian data curation for next-generation radio experiments
University of Cambridge（剑桥大学）；Stellenbosch University（斯坦伦布什大学）
提出一种全自动贝叶斯异常检测方法，在推断内部进行数据整理，无需阈值或人工检查，应用于REACH实验的4655次观测，自动识别最优观测并揭示数据质量与环境依赖关系。
2026-06-16 astro-ph.CO astro-ph.IM
Impact of Redshift Information on Cosmological Applications with Next-Generation Radio Surveys
在本文中，我们探讨了如何即将到来的一代大规模无线电连续谱调查，包括一定程度的红移信息，可以约束宇宙学参数。通过交叉匹配这些无线电调查与浅光学近红外调查，我们基本上可以分离的源分布到一个低-和一个高红移的样本，从而提供了一个约束宇宙学参数的演变，如那些与暗能量。我们检查两个无线电调查，宇宙的演化地图（EMU）和韦斯特博克观测的深APERTIF北天空（WODAN）。一个至关重要的优势是它们的综合潜力，以提供一个深，全天调查。用于交叉识别的调查是SkyMapper和SDSS，分别针对南部和北部天空。我们专注于我们的基准观测星系集群角功率谱，并发现，包括这样的低红移信息的可能性产生重大改进的宇宙学参数的测定。利用这种方法，在对星系偏差演化有了很好的了解的情况下，我们能够对暗能量参数进行严格的限制，即w_0 =-0.9+/-0.041和w_a=-0.24+/-0.13，并具有Ia型超新星和CMB先验（在这种情况下有单参数偏倚）;这对应于品质因数（FoM）> 600，这比通过仅使用交叉识别的源获得的结果好两倍，并且比完全没有任何红移信息的情况好四倍以上。
2012-09-12 astro-ph.CO astro-ph.IM
LOFAR, LEAP and beyond: Using next generation telescopes for pulsar astrophysics
射电天文学从技术进步中受益匪浅，今后将继续受益。事实上，我们正在经历一场射电天文学方式的革命，因为我们的仪器现在允许我们直接“探测”光子。这将产生巨大的影响，因为我们可以从数字电子、电信和计算的持续进步中受益匪浅。其结果是可观测带宽、FoVs、频率覆盖范围和收集区域的显著增加。全球的努力将最终导致SKA成为世界上最大和最强大的望远镜。像LOFAR、LEAP等项目将彻底改变天体物理学和基础物理学的许多领域。对双星的观测将在这些科学努力中发挥核心作用。我们在这里简要总结了一些最近的科学发展，帮助我们确定我们的期望，新一代的射电望远镜的脉冲星天体物理学。
2010-09-10 astro-ph.GA astro-ph.IM
Astro2020 Science White Paper: Radio Counterparts of Compact Object Mergers in the Era of Gravitational-Wave Astronomy
GHz射电天文学在最近令人眼花缭乱的发现GW 170817中发挥了重要作用，GW 170817是一颗中子星（NS）-NS合并，在所有波长的引力波（GW）和光中都可以观察到。在这里，我们展示了未来十年地基GW探测器灵敏度的预期进展如何要求美国-的GHz无线电阵列，以改善超过目前的水平。我们具体讨论了几个新的科学机会将出现在多信使时域天体物理学，如果下一代GHz的无线电设施的灵敏度和分辨率$10\times$优于目前的Jansky甚大阵（VLA）的工作在一起与地面GW探测器。这些机会包括探测NS-NS合并的相对论性喷流和广角喷出物的性质，结构和大小，以及通过宿主星系研究揭示其祖先的物理学。
2019-03-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
The next generation neutrino telescope: IceCube-Gen2
本文介绍下一代南极中微子望远镜IceCube-Gen2的三大组件设计、建设状态及模拟预期灵敏度。
2023-08-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Hybrid detection of high-energy cosmic neutrinos with the next-generation neutrino detectors at the South Pole
2013年，冰立方合作宣布发现了一个能量高达PeV的宇宙中微子通量，验证了中微子天文学是探索高能宇宙的下一个有前途的观测技术。中微子社区正在推进新设施的建设，以加强对这些难以捉摸的粒子在更高能量（高达和超过EeV）的探测，并增加冰立方中微子通量的高能端的统计数据。未来的大容量中微子探测器，同时使用无线电Askaryan和光学切伦科夫信号，将打开混合探测极地冰内中微子相互作用的可能性。在这篇文章中，我们首次计算了一个简化几何结构的预期事件数，该几何结构是一个位于200米深处的无线电站，附近有一个约10立方千米的冰中切伦科夫探测器，类似于计划中的冰立方-Gen 2中微子观测站。初步模拟表明，假设Askaryan无线电探测器可以将其能量阈值降低到~PeV能量，则对于10个台站阵列，可以实现~1次事件/年的总事件率。目前正在研究这种可能性，以用于未来的无线电扩展，预计这将是IceCube-Gen 2的地面组成部分之一。
2019-08-26 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Fundamental limits of radio interferometers: calibration and source parameter estimation
我们使用信息论来获得校准下一代无线电干涉仪的能力的基本限制，并测量仪器校准，点源减法和数据反卷积的点源的参数。我们证明了这些基本限制的影响，特别是参考下一代低频仪器（例如，Murchison宽场阵列- MWA，探测再电离时期的精密阵列- PAPER），其中由于电离层对信号波前的影响而需要短时间尺度的仪器校准。最后，我们探讨了最佳点源精度可通过使用当前和先验信息的组合。当测量精度与电离层的特征折射尺度相当时，结合先验信息的估计方案可能是有利的。
2012-12-10 astro-ph.CO astro-ph.IM
Advancing ARA: the Next-Generation (ARA-Next) DAQ System
本文介绍ARA南极中微子探测阵列的下一代DAQ升级，重点阐述基于RFSoC技术的ARA-Next触发策略及2024-2025季度ATRI系统改进，以提升超高能中微子探测效率。
2025-09-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
Loss of coherence and change in emission physics for radio emission from very inclined cosmic-ray air showers
本文针对极倾斜宇宙射线大气簇射，发现了其无线电辐射中存在新的极化模式与相干性损失，打破了仅含Askaryan和横向电流的经典描述，为下一代实验探测与重建提供了指导。
2024-04-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
3D radio data visualisation in open science platforms for next-generation observatories
针对下一代SKAO海量射电数据的可视化需求，调研筛选适配大数据的可视化工具，开发遵循IVOA标准、支持网页端交互式3D射电数据远程可视化的档案原型，验证了方案可行性，同时指出原型存在内存限制需优化。
2025-03-20 astro-ph.GA astro-ph.IM
Quantifying Energy Release in Solar Flares and Solar Eruptive Events: New Frontiers with a Next-Generation Solar Radio Facility
太阳耀斑和经常伴随的太阳爆发事件是研究等离子体条件下的磁重联和相关的能量释放和转换过程的杰出实验室，这些条件在实验室中难以重现，而且在宇宙其他地方不可能有相当多的时空细节。在过去的十年中，由于多波长成像光谱学的进步，以及理论和数值模拟的发展，我们已经取得了重大进展，提高了我们对太阳耀斑/喷发能量释放的理解。特别是，扩大欧文斯谷太阳能阵列（EOVSA）提供的微波波长的宽带成像光谱学，使测量耀斑重联区域或附近的时间演变的日冕磁场的革命性能力。然而，由于EOVSA的动态范围、成像保真度和角分辨率有限，此类测量只能在信噪比足够大的最亮光源周围的区域中进行。在本白皮书中，在简要介绍了与太阳耀斑和爆发中的磁能释放有关的突出问题和挑战之后，我们将展示具有许多功能的下一代无线电设施如何在太阳耀斑和爆发中释放磁能。（~100-200）个天线元件可以通过实现高动态范围来带来下一次革命，高保真宽带成像光谱偏振法以及亚秒级时间分辨率和角秒级角分辨率。我们建议在本十年内优先执行这样一项地面文书。我们还呼吁促进多波长、多信使观测和先进的数值建模，以便全面了解太阳耀斑和爆发的“系统科学”。
2023-01-28 astro-ph.IM astro-ph.SR physics.space-ph
The Next-Generation Very Large Array: Supermassive Black Hole Pairs and Binaries
下一代甚大阵列（ngVLA）有可能成为发现和研究成对超大质量黑洞的主力，无论是在大分离（对偶）还是在紧束缚系统（二元）中。在本章中，我们概述了研究这些超大质量对的科学案例，并总结了可以在无线电波长下发现它们的发现方法：包括形态学，光谱和时域识别。这项工作的一个关键方面是，多信使二进制黑洞的研究可能与ngVLA结合使用脉冲星定时阵列技术的引力波搜索时。然而，长基线干涉测量（>>1000公里）将使这种可能性更大，因为它扩大了红移范围，在这个范围内，可以分辨和研究两个独立的黑洞产生的无线电发射。
2018-08-13 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Parallel processing of radio signals and detector arrays in CORSIKA 8
本文介绍了CORSIKA 8中粒子簇射无线电信号生成与处理的并行化进展，重点探讨了天线阵列计算的多线程设计，并引入符合C++17和C++20的轻量级多线程自适应调度器Gyges，最后评估了其性能、可扩展性及集成效果。
2023-09-07 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
