超高能γ点源探究的新进展及羊八井实验的最新结果

1983年,西德kiel大学根据他们阵列多年数据分析,认为Cygx—3方向有能量为2×10~(15)～10~(16)ev的超高能(UHE)γ辐射,同年得到Leeds实验组的证实;澳大利亚的Adelaide大学次年又在南天探测到Velax—1的能量为10~(15)ev的超高能γ射线。这样在全球宇宙线界掀起了探测γ射线源的热潮。于是中日学者为此专门在羊八井建立了一个观测站。在北半球最佳观测星体为Cygx—3,Herx—1的Clab Nebula等星体,由于羊八井的显著的地理优势,本文所报道的实验结果将引人注目。文章除详细地介绍世界各阵列探究γ点源的最新进展外,首次在国内公开报道羊八井观测站的几个最新结果。     

超高能γ-线、高能μ子及Centauros事例

最近实验发现来自宇宙的超高能(E_γ>10~(15)eV)γ-线有两方面特别重要:(1)已与十多个高能天体相对应。(2)探测质子衰变的两组地下实验均探测到来自CygX-3方向的高能μ子。本文认为:超高能γ-光子波长λ～10~(-19)—10~(-20)cm,可透入核子深层内击出仅参与弱作用的中间玻子W~(±)和Z~0:(1)若为W~ -W~-对,它在大气中产生电磁级联,次级粒子全为轻子,能自然而合理地解释高山乳胶室观测到的Centauros事例。(2)若为Z~0,它仅参与弱作用的中性粒子,衰变前与物质不发生作用,Z~0→μ~ μ~-,这样较好解释了探测来自CygX-3的地下高能μ子事例。     

KA223超高能γ族事例

本文报导了KA223超高能(∑E_γ～1150TeV)族事例的测量分析结果。给出了γ线的积分能谱及各种横向分布。并同其它实验结果比较。讨论分析了事例的产生特征。     

观测能量ΣE_γ≥100TeV_γ族事例衰减特征的研究

分析了观测能量sum (E)≥100TeV的γ族的衰减特征.用蒙特卡洛模拟计算得到的垂向流强,3个不同大气浓度的γ族能谱,γ族在大气中的衰减长度以及其他可测量在实验误差范围内均与相应的实验值相符。因此,模拟中所用的M-D-ND和M-SD-SH能大致正确地描述γ族事例的衰减特征。     

宇宙线高能γ族事例的集团化分析方法

对宇宙线高能γ族事例分析中采用了几种“退级联”和“集团化分析”的方法。对两个总观测能为E_γ≈400TeV 的γ族事例采用几种不同的方法进行了退级联和团化分析。比较与讨论了所得到的结果。     

甘巴拉山乳胶室γ族事例分析

本文对从甘巴拉山乳胶室中获得的能量∑Ｅｒ＝２０－２００ＴｅＶ（Ｅｍｉｎ＝４ＴｅＶ）的γ族事例进行了系统分析，给出了λ族事例的天顶角分布，生趣流强分布、以及横向扩展等形态学特征。并且将实验结果与蒙特卡洛模拟进行了比较，由此对原初宇宙线成份及超高能相互作用进行了讨论。     

族事例中高能簇射的特征

研究了甘巴拉山厚铅胶室族事例中高能簇射的特征，给出了族中观测能量Ｅｒ（Ｅ＾ｒｈ）≥１０ＴｅＶ的高能γ簇射、强子簇射及退级联后的单个簇射与簇射团的能谱和能量加权横向扩展的分布。 将实验结果同ＨＤＳＱＩ模型模拟的结果进行比较，结果表明，ＨＤＳＱＩ模型基本上能说明族中高能簇射的能谱及横向特征。     

一个∑E_γ～242Tev的γ族

本文分析了一个从西藏甘巴拉山乳胶室得到的∑E_γ～242Tev的γ族事例。对事例的能谱及族的横向分布和,进行了讨论。     

(L)(γ)族卷积的封闭性

主要对L(γ)族卷积分布的封闭性问题作了探讨,得出了在一定的条件下,如果两个分布都属于L(γ)族,那么它们卷积分布也属于L(γ)族,从而得出任何一个L(γ)族分布的n重卷积也属于L(γ)族。     

甘巴拉山乳胶室观测到的强子族中强子的能谱和横向扩展

用设置在甘巴拉山的厚铅乳胶室 K0和 K1(厚度分别为30 c.u.和28c.u.)中观测到的、总观测能∑E=(∑E_h~(+∑E_r)=100～700TeV 的强子族事例,研究了族中强子的积分能谱和横向扩展。被分析的事例的选择标准是:总观测能∑E=100～700TeV,族中的γ簇射数 N_≥4,强子在吸收介质铅中产生的喷注族射数 N_h≥1,簇射的最小能量 E_(min)=4 TeV。本文给出了满足上述选择标准的强子族中强子的积分能谱,能谱指数β=1.17±0.13;族中强子与团的横向分布,平均横向扩展为     

由Kl乳胶室得到的甘巴拉山宇宙线谱

用中、日合作设置在甘巴拉山的K1乳胶室中的一部分(3.8m~2)获得的数据,讨论了甘巴拉山(海拔5500m)宇宙线谱。给出了高能γ线与强子的流强、能谱、角分布及其在大气中的衰减长度。所得到的结果为:γ线的垂直流强,J_γ(E_γ≥3TeV)=(6.52±0.26)×10~(-10)cm~(-1)·sec~(-1)·sr~(-1);强子的垂直流强:J_h(E_h~r≥3TeV)=(1.31±0.08)×10~(-9)cm~(-2)·sec~(-1)·sr~(-1);γ线的积分能谱指数β_γ=1.95±0.08;强子的积分能谱指数β_h=1.93±0.12;γ线在大气中的衰减长度λ_γ=(104±4)gcm~(-2);强子在大气中的衰减长度λ_h=(102±6)gcm~(-2)。并将上述结果与同类工作相比较,进行了讨论。     

利用羊八井宇宙线EAS阵列寻找1OTev能区的γ暴

羊八井一期实验是利用49个闪烁体探测器及相应的电子学数据采集系统对CygX-3HerX-1 Creb等北天高能天体可能的10Tevγ流发射进行研究.特别是对10Tev γ流及γ暴的寻找有了新的进展.     

宇宙线高能γ族中强子的特性

本文给出了宇宙线高能γ族中强子成份的特征。事例的选择标准为:族的总观测能量为∑(E, E_h~(r))≥30Tev,族中的γ线数N_r≥4,强子数N_h≥1,族中成员的最小能量为E_(min)=2Tev;给出了族中γ线和强子成份的平均特征,相互关联,以及积分能谱,并与同类工作的实验结果进行了比较。     

超高能γ族的分析与讨论

本文对用高山乳胶室研究超高能γ族事例的实验结果及模拟计算作了评论,介绍了观测到的新现象,指出了一些值得探讨的课题。     

族事例中高能簇射的特征

研究了甘巴拉山厚铅乳胶室族事例中高能簇射的特征．给出了族中观测能量Ｅｒ（Ｅｈ）≥１０ＴｅＶ的高能ｒ簇射、强子簇射及退级联后的单个簇射与簇射团的能谱和能量加权横向扩展的分布．将实验结果同ＨＤＳＱＩ模型模拟的结果进行比较，结果表明，ＨＤＳＱＩ模型基本上能说明族中高能簇射的能谱及横向特征．     

观测能量∑Eγ≥100TeVγ族事例衰减特征的研究

分析了观测能量∑Eγ≥100TeVγ的7族的衰减特征。用蒙特卡洛模拟计算得到得到的垂向流强。3个不同大气深度的γ族能谱，7族在大气中的衰减长度以及其他可测量在实验误差范围内均与相应的实验值相符。因此，模拟中所用的M－D－ND和M－SD－SH能大致正确地描述γ族事例的衰减特征。     

利用羊八井宇宙线EAS阵列寻找10Tev能区的γ暴

羊八井一期实验是利用49个闪烁体探测器及相应的电子学数据采集系统对Cygx—3Herx—lCreb等北天高能天体可能的10Tevγ流发射进行研究。特别是对10Tevγ流及γ暴的寻找有了新的进展。     

产生γ射线脈冲星的一种可能的新机制

1983年实验发现了中间玻色子z~0,其质量m～94Gev,寿命τ≤10~(-20)秒。最近欧洲核子研究中心意外发现z~0的反常衰变比重很大,规范场理论预言只有5/1000,而实验发现占1/3～1/4,约大数十倍之多。特别是z~0能衰变为重电子U~±,它的质量m_U～50Gev,目前知道z~0至少有这样四个哀变道:(1)z~0→e~+e~-;(2)z~0→e~+e~-γ;(3)z~0→e~+U~-;(4)     

SO(10)GUT暴涨宇宙模型

当SO(10)GUT(大统一理论)模型,通过两类45维伴随表示和16维旋量表示的Higgs场破缺,计算C-W型单圈有效势,获得了SO(10)GUT的暴涨宇宙模型,得出若宇宙暴涨产生时温度为T～10~(13)GeV,就能满足密度涨落(?)～10~(-4)要求,宇宙常数为1.38×10~(52)cm~(-2),宇宙在暴涨期尺度增大～10~(800)倍。     

总观测能量为10—242TeVγ族事例

对甘巴拉山乳胶室获得的总观测能量∑E_γ为10—242TeV的13个γ族事例作了测量和分析。给出了能谱及R、ER分布。