某些大太阳耀斑暴发后观测到的lOTev宇宙线流增长事件

1990年在海拔4310m的西藏羊八井建成的中日合作广延大气簇射(EAS)阵列,在世界同类设施中具有最低的阈能和最大的事例产额,宜对于超高能(UHE)宇宙线源,特别是瞬态源的探索。1991年3月24日和8月26日该阵列在15——50Tev能区测量到了为期数小时的宇宙线流的显著增长,前者的峰值相对增长幅度达40％,显著性大于10δ。     

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,     

重建EAS膝区事例初能的一种新方法

重建原初宇宙线粒子的能量是基于地面宇宙线观测实验的关键工作．这一工作体现了高海拔和全覆盖两大突出的地面实验特点,利用广延大气簇射（EAS）和蒙特卡罗模拟程序,以及设置在高海拔的地面全覆盖探测器阵列,记录膝区宇宙线粒子质子和铁核成分产生的次级粒子信息,给出了对事例初能的重建方法．     

参数化模型的调整和宇宙线超高能强子族事例的特征

本文根据ＣＤＦ实验所显示的非弹过程中心赝快度密度随能量的增加呈ｌｎ２ｓ增长的趋势，对参数化模型中的非弹过程赝快度分布以及带电粒子多重数与质心系能量的关系进行了调整．假定原初宇宙线成份以重核为主，应用调整后的模型，对超高能宇宙线粒子在大气中的行为进行了ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟（称为ＮＭＰＩ模型）．将ＮＭＰＩ模型模似结果同甘巴拉山铅乳胶室实验结果作的比较表明，模拟基本能说明实验结果．     

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.     

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.     

羊八井宇宙线超高能粒子源与超高能伽玛天文现象观测研究的成果概揽

文章介绍了1992年至2003年期间羊八井宇宙线超高能粒子源与超高能伽玛天文现象的观测及其研究成果。经过十多年艰苦的观测研究,取得了阶段性重要研究成果。2003年8月,西藏自治区科技厅组织有关专家组对该项目进行了阶段性结题验收,并且对研究成果给予充分肯定。     

核乳胶中高能簇射效应的能量与角分布测量

本文讨论了在核乳胶中产生“星裂”簇射效应的高能宇宙线原初粒子入射能量和次级粒子角分布的测量方法.     

天山射电实验探测极高能中微子和宇宙线

宇宙中微子正开启一个电磁波观测宇宙之外的全新窗口.然而,传统的中微子探测手段由于造价过高,导致探测器有效面积不足或观测时间有限等问题,不便于进行高能中微子(一般认为能量大于1015 eV为超高能,能量大于1018 eV为极高能)的观测.射电阵列,采用造价低、全天候观测的射电天线,可以建造大面积的观测阵列,达到极高能中微子天文学和极高能宇宙线探测所需的高灵敏度.在科技部国家重点基础研究发展计划项目"宇宙第一缕曙光探测"的资助下,原型阵列TREND(天山射电探测中微子探测器)在2011–2012年的运行过程中取得了重要的成果,仅依靠单极化接收天线阵列,首次证明了不依赖于传统粒子探测器的自触发射电探测方式可以对高能粒子大气簇射进行有效探测.我们计划建造一个巨型天线阵列GRAND,这将是世界上1017 eV以上最灵敏的高能中微子望远镜,可以对高能中微子进行有效的观测.     

简单重心法快速重建大EAS芯位

簇射芯位重建是基于地面的宇宙线观测实验的关键工作之一.利用广延大气簇射（EAS）和探测器蒙特卡洛模拟程序,模拟超高能原初宇宙线粒子质子和铁核成分产生的簇射前沿在探测器阵列的分布行为,根据模拟数据,分析了击中数最大探测器灵敏单元与簇射芯位的关系,以及重心法重建簇射芯位的精度,结合二者的特点,提出简单重心法重建簇射芯位,初步研究表明,该方法可快速重建EAS芯位,并使芯位重建精度提高到1 m.     

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。     

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.     

德首次识别高能宇宙射线“踝”结构

德国卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）近日发布了高能宇宙线实验KASCADE-Grande项目的数据分析成果：所谓宇宙线的“膝”，即能量谱中的一个拐折，对于轻和重的初始粒子以不同的能量出现。此外，科学家还成功在“膝”之后识别了“踝”的结构。     

由光二极管读出的CsI(Tl)闪烁探测器对高能轻荷电粒子的能量响应

利用50MeV/u ~(12)C束轰击Au靶产生的高能P,d,t,~3He和α粒子研究了由光二极管读出的CsI(T1)闪烁探测器的能量响应。实验结果表明:对于~3He和α粒子,在能量小于100MeV区域,该探测器具有近似线性的能量响应,对于P,非线性能量响应最为严重。仅在低于10MeV能区,还具有线性的能量响应,随着粒子能量增高,非线性愈加严重。对于d和t,探测器有与P相类似的能量响应,只是近似线性的能区扩展至稍为更高的能量。     

高能伽玛射线观测研究进展和展望

高能伽玛射线辐射位居宇宙电磁辐射频带的高端,联系宇宙天体巨大能量释放和相对论性粒子加速及其非热辐射过程,是探索极端条件下物理过程的重要天文窗口,也是研究"世纪之谜"——宇宙线起源问题的重要手段.随着新一代探测器的稳定运行,天基和地基伽玛射线探测均取得了丰硕成果.在100 Me V能段,2008年上天的Fermi卫星已将伽玛射线源由三百增加到三千多个.在100 Ge V能段,地面切伦科夫望远镜HESS,MAGIC,VERITAS和地面EAS阵列Tibet ASγ,Milagro,ARGO-YBJ,自2003年以来已将伽玛射线源由十多个提升到一百六十个,同时,下一代探测器CTA和LHAASO也在稳步推进中,未来将把地基探测能力提升一个量级以上.本文主要介绍各家实验概况及其取得的重要观测进展,然后分类概括各种类伽玛射线源(脉冲星及其风云、超新星遗迹、伽玛射线双星、活动星系核、伽玛射线暴及其他伽玛射线源)的观测研究现状,并对未来CTA和LHAASO实验进行展望.     

我校召开《空气簇射的时间结构及其对超高能宇宙线探测的应用》科研课题论证会

空气簇射的时间结构及其对超高能宇宙线探测的应用是宇宙线研究的一个新领域。1983年国外有人提出利用时间结构探测超高能宇宙线。这一方案具有使用小阵列能起到大阵列的探测效果。它的研究成功将开辟高能宇宙线探测的新局面,引起各国宇宙线工作者的极大关     

在海拔5000米以上地区利用单粒子方法探测γ暴实验构想——基于水切伦科夫技术

目前,对于伽玛射线暴(Gamma Ray Burst,GRB)的探测,地面广延大气簇射实验由于阈能原因,对几十Ge V能区的宇宙线粒子探测无能为力,只有提高实验海拔才能实现更有效的观测。文章描述了在海拔5000m以上地区建造水切伦科夫(WCD)探测器阵列,利用单粒子技术,来实现地面实验多GRB几十Ge V光子的正观测设想,为大规模实验提供预言支持。     

亚层子层次的火球模型

本文简略地概述了近来所提出的层子层次的火球模型的基本思想,这一模型将能很好地解释有关超高能宇宙线实验中的一些新现象,如次级粒子平均多重数,随S~(1/2)上升,平均横动量随S~(1/4)上升,强子空间分布的“多心”结构……等。这一模型还能给出有关次级粒子的纵动量P_N和横动量P_以及大小火球的次级粒子多重数,粒子动量分布等,能和实验做进一步比较的预言。这表明在超高能宇宙线实验中将能探测到是否有亚层子存在的信息,同时还表明现有超高能宇宙线实验中观察到的一些新现象有可能提供这类信息。     

LHAASO实验中宇宙线次级粒子特性的模拟研究

高海拔宇宙线观测站(LHAASO)位于四川稻城海子山,海拔约4400 m,该实验采用多种手段,对进入大气层的宇宙线粒子进行精确的复合测量.高海拔区域,雷暴天气频繁,广延大气簇射中宇宙线次级粒子的数目、方向和能量都会受到雷暴电场的影响.本文利用Monte Carlo方法,模拟了宇宙线原初粒子进入大气层后的广延大气簇射过程,研究了次级粒子中光子、电子、μ子的纵向分布、横向分布和能量分布.结果表明,在LHAASO探测面,电子的数目比μ子多2～3倍、μ子横向分布范围比电子宽广、μ子的能量比电子大.若在雷暴期间,大气电场对电子(质量小、数目多)的影响将会更加明显.本工作对研究雷暴电场加速宇宙线次级带电粒子的物理机制具有重要意义,同时为理解地面实验的观测现象提供有用信息.     

全国第三届高山乳胶室工作会议在山东大学威海分校召开

全国第三届高山乳胶室工作会议,于1991年7月12~18日,在威海市山东大学威海分校召开.会议由中国科学院高能物理研究所和山东大学高能物理研究室承办.出席这次会议的代表,来自中国科学院高能物理所,山东大学,郑州大学,云南大学和重庆建筑工程学院,共22人.山东大学威海分校的领导同志到会祝贺并讲了话.利用大面积高山乳胶室研究宇宙线超高能核作用,是探索10~(14)~10~(17)cV能域高能核作用规律和寻找新现象的一个主要手段.由于涉及的能量非常高,其上限比现有能量最高的强子对撞机达到的能量高约1~2个数量级,而观测范围是对撞机难以观测的碎裂区,所以,所研究的内容是粒子物理的前沿之一.高能所、山东大学等单位,利用我国的有利高山条件,1977年,在西藏甘巴拉山(海拔5500米)上,创建了世界上最高的高山乳胶室,并逐年扩大,现已成为国际上最有名的乳胶室.甘巴拉山乳胶窒实验的合作研究,在事例