银河系宇宙线传播模型探讨

宇宙线从源产生后传播到地球要和星际介质、磁场和辐射场等发生相互作用,它把天体物理源、星际空间环境等因素都联系起来,是获取天体物理信息的重要手段之一,因此探索宇宙线的传播模式是非常有意义的.     

宇宙线研究相关的伽马射线天文（英文）

宇宙线是星际介质中最重要的成分之一，然而其起源至今成谜。宇宙线在星际湍动磁场中的扩散在很大程度上抹去了宇宙线加速源的分布信息。而宇宙线扩散过程的能量相关性又改变了宇宙线的初始能谱。因此，伽马射线，作为宇宙线与星际介质中气体和光子相互作用产生的次级产物，能提供更多的关于宇宙线起源的信息。更具体的，与气体分布成协的弥散伽马射线可用来研究宇宙线的分布，而离散的伽马射线源能用来研究单独的宇宙线加速源。本文介绍了该领域的现状和未来前景。     

气球宇宙线核同位素观测实验

1 引言宇宙线天体物理研究来自宇宙深处的高能粒子,初级宇宙线核成分观测是其中的一个重要课题.初级核成分的观测之所以重要,是因为宇宙线源通过核反应产生大量重核,而在向外传播过程中要与星际物质碰撞产生各种轻核(Li,Be,B 等),测定地球附近的宇宙线核成分,可以帮助人们弄清宇宙线在银河系中的传播机制,弄清宇宙线源内部的核成分和产生机制.芝加哥大学在这一研究领域目前处于领先地位,HEIDI(High Energy Isotope     

近年来我国的宇宙线物理研究

宇宙线发现已经有80年了,它是来自地球之外的各种高能射线。宇宙线研究是粒子物理和天体物理的交叉学科,在没有加速器的时代,粒子物理实验就用宇审线作为高能粒子源。有了加速器之后,在高于加速器达到能区的实验还得在宇宙线中进行。由于我国长期没有高能加速器,因而当时在国内只能进行宇宙线超高能物理实验。不过,     

LHAASO与宇宙线起源

宇宙线的能谱延展到超过10¹⁵电子伏特(PeV)的能段,这表明银河系中存在超高能的宇宙线加速源.而近期的甚高能伽马射线观测表明,长期以来被认为是主要宇宙线加速源的超新星遗迹很难把宇宙线加速到超高能.因此,寻找超高能(PeV)宇宙线加速源是宇宙线起源研究中的核心问题.其中一个最直接的方法就是寻找加速源附近宇宙线与星际气体相互作用产生的超高能伽马射线辐射.我国的高海拔宇宙线观测站(LHAASO),由于其在超高能伽马射线能段世界领先的灵敏度,成为这一研究的理想工具.LHAASO半阵列建成后一年之内,已经在银盘上观测到了十二个超高能伽马射线源,在这一领域取得了突破性的进展.本文将介绍这些已得到的观测结果,并对LHAASO全阵列建成后可能的新进展进行展望.     

高能宇宙线C,N和O的反常同位素的解释

近期观测和理论表明,宇宙线可源于类太阳恒星,且在星际空间中有净能量增益,由此,本文提出了在太阳域内用厚板模型,在星际介质中用泄漏箱模型描述的传播模型,可以解释实验观测到的高能宇宙线C、N和O的同位素反常。     

非磁暴期间银河宇宙线强度的小波分析

利用小波分析分析了非磁暴期间几种情况下宇宙线强度的变化,结果表明,只有行星际较平静时银河宇宙线强度的周日变化才比较明显和稳定.不同年份,地磁静日银河宇宙线日波峰值取值的地方时可能不同.当行星际出现扰动但没有出现磁暴时,银河宇宙线的日波也会出现变化,即日波幅度会出现减弱或增强,因此,仅利用银河宇宙线的日波变化情况不能作为地磁暴前兆的判据,只能作为行星际扰动的判据.     

教授风采 张丙开教授简介

正张丙开,男,博士,教授,硕士生导师,安徽省物理学会常务理事、中国天文学会会员、安徽省天文学会理事。2008年毕业于中国科学院高能物理研究所,现就职于阜阳师范大学科研处和物理与电子工程学院。主要致力于粒子天体物理方面的研究,具体开展高能环境下电磁波产生和传播、活动星系核光变、高能宇宙线粒子起源、光电转换探测器标定、数据分析处理等方面的研究,同时从事科研管理及相关研究工作。     

高山乳胶室单根簇射事例的产生特征

为深入分析高山乳胶室实验记录的观测能量E_r(或E_h~((Y)))=3～20TeV的单根簇射事例,对初能范围为5×10~(12)～10~(15)eV的宇宙线质子在大气中的传播进行了Monte-Carlo模拟。探讨了形成该类事例的宇宙线粒子在大气传播中的历史特征,给出了单根簇射事例对应的初始能量分布、首次作用高度分布、平均作用次数和粒子成分比例等。这对于寻找从该类事例中挖掘出更多的有用信息的途径具有启发意义。     

米波射电观测研究银河宇宙线的分布和起源

100多年来,银河宇宙线的起源,传播,空间分布一直是宇宙线的研究重点之一,至今虽有巨大进展但仍远没有完全明白.近年来,射电,光学,X-ray和γ-ray的联合观测对我们了解银河宇宙线起到了重要的推动作用.它们已经给出的众多证据表明银河宇宙线很有可能主要起源于超新星遗迹的扩散激波加速.对高灵敏度Fermi银河弥散γ-ray数据的分析,使得我们对宇宙线在银河系内分布和组成的认识进一步加深.米波射电观测将有可能在银河宇宙线的空间分布和传播(通过电离氢区和行星状星云的吸收观测,高灵敏度高分辨率米波射电巡天),宇宙线的起源(超新星遗迹激波区域的观测,河外点源和脉冲星的闪烁,散射观测,Te Vγ-ray源在低能端的对应体的搜寻)方面起到重要的作用.     

一种研究TeV能区朝前区强子相互作用的新途径

采用CORSIKA模拟高海拔地区EAS事例样本,判选出一个首次相互作用发生在低空的10TeV能区EAS事例样本,通过探测低空EAS事例的轴心来进行朝前区强子相互作用研究.结果证实:通过研究宇宙线高能族事例发展,可以得到较理想的朝前区强子相互作用信息,从而能够有效的对目前正在使用的各种唯象模型的朝前区强子作用性质从TeV能区进行检验.     

用核方法测定地面侵蚀速率

风化物以一种复杂的方式从源区输送出来,在时间各异的迁移和沉积的历史时期内,经历了各种物理、化学变化,确定其时间过程是困难的。加利福尼亚大学的J.R.Arnold认为,所有的陆源物质均含有相当数量的就地产生的同位素,它们是宇宙线与这些物质相互作用的产物。同位素的产率取决于样品相对于覆于其上、衰减到达样品的宇宙线通量的盖层的几何形状。近     

我国行星际闪烁观测概述

太阳风及日冕物质抛射(CME)是地球空间环境扰动的主要驱动源,监测和研究太阳风对研究日地物理和进行日地空间环境预报具有重要意义.地基行星际闪烁观测为监测和研究太阳风及行星际空间提供了经济有效的手段.同时,行星际闪烁观测为研究激波、CME等现象的传播路径提供了有效途径,具有重大的科研和应用价值.我国行星际闪烁观测研究开始较晚,始于20世纪90年代.本文对我国行星际闪烁观测研究概况进行综述.     

实验室研究HH天体喷流进展介绍

实验室天体物理是一门利用实验室环境来模拟、研究天体物理现象的新兴学科.天体物理中的喷流现象, 尤其是Herbig-Haro天体, 一直是实验室天体物理的研究热点. 通过不同的实验方法, 如激波挤压、Z箍缩装置和激光驱动等方式制造喷流, 研究者对于实验室天体物理中的喷流现象的认识在不断深入.本文对这些研究进行简要介绍, 并对未来的研究进行一些展望.      

与HⅡ区成协的星际脉泽激发机制

从紫外光子与星际分子的相互作用出发,对与HⅡ区成协的星际脉泽提出了一种重要的激发机制.它能统一解释星际OH和水2种脉泽,并能满足各种天文条件,克服了以往某些模型的困难.     

河外极高能宇宙线的起源

由于大型宇宙线探测器Pierre Auger,Telescope Array等的观测,极高能宇宙线(能量大于1018 e V的宇宙线)的研究取得了很大进展,包括探测到高能能谱变陡,与河外天体源的可能相关性,以及化学成分组成等.然而这些宇宙线的起源天体仍未知.本文将评述河外极高能宇宙线起源的候选天体,包括伽玛射线暴,活动星系核,巨超新星等.同时我们从多信使角度(包括高能中微子,伽玛光子的观测),探讨这些天体是河外极高能宇宙线起源天体的可能性.     

行星际空间中激波加速的宇宙线粒子能谱的解析表式

本文从基本的对流扩散方程出发,在空间扩散系数随动量和位置以及太阳风速随位矢变化的一般假定下,获得了行星际空间中激波加速的宇宙线能谱的解析表式。     

海拔5500米高度处超高能宇宙线的一些性质

分析了从中日合作的西藏甘巴拉山乳胶室的二十二个单元中获得的观测能量E≥2Tev的624个强子事例和913个γ光子(或电子)事例。由此给出了天顶角分布、大气中衰减长度、积分能谱和垂向流强等,为研究宇宙线超高能相互作用提供了信息。     

基于ARGO实验利用等天顶角方法寻源中的方位角修正

在利用等天顶角法全天区搜寻γ源的过程中,做出的天图是非常不均匀的。但是由宇宙线的知识可知宇宙线是各向同性的,而造成天图不均匀的主要原因是方位角分布的不均匀性,需要对方位角进行修正。通过对修正后的显著性的高斯分布的分析可知：在等天顶角方法寻源过程中的方位角修正是成功的,可行的。     

追踪宇宙“信使”冲击世纪谜题——高海拔宇宙线观测站简介

 宇宙线的研究具有悠久的历史,取得了许多划时代的发现性成果。但是人类对宇宙线的起源、加速和传播等问题仍存在诸多疑惑。大型高海拔空气簇射观测站（LHAASO）独具高海拔和大规模优势,计划利用多种探测手段开展联合观测,大幅提升对伽马和宇宙线粒子的鉴别能力。LHAASO有望获得史上最高的伽玛探测灵敏度,并在很宽的能量范围内精确测量宇宙线能谱,为宇宙线物理、高能天体物理、宇宙学和新物理学规律研究做出贡献。介绍了LHAASO的探测器结构、性能优势和科学目标。