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.     

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。     

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,     

宇宙线较长周期变化研究

利用羊八井ASγ阵列实验数据分析宇宙线的较长周期变化.收集整理Tibet ASγ阵列1994～2003年间记录的宇宙线触发率数据和气象数据,发现这段时间的宇宙线触发率存在明显的年周期变化,气压、室内温度、室外温度与宇宙线触发率有着相似的年变化,存在较强关联;对宇宙线触发率进行多元气象参量修正,修正后的宇宙线触发率不再有明显的年变化;利用小波分析和数学统计方法分析气象修正后的宇宙线触发率,没有发现确定的几日周期.统计结果显示：宇宙线周期变化中4日周期和6日周期较多,其次是5日7、日和8日周期.     

暗物质间接探测现状

本文简介了暗物质间接探测的最新进展.主要介绍近年来PAMELA（Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics）卫星所探测到的宇宙线正电子超出的问题,及相关的理论解释.本文还介绍了PAMELA对于宇宙线反质子的测量结果,ATIC和Fermi卫星对于正负电子总能谱的测量结果等.另一个重要的结果来自于Fermi和地面实验对于伽马射线的测量结果,这些结果对暗物质性质给出较强的限制.     

宇宙线较长周期变化研究

利用羊八井ASγ阵列实验数据分析宇宙线的较长周期变化.收集整理Tibet ASγ阵列1994～2003年间记录的宇宙线触发率数据和气象数据,发现这段时间的宇宙线触发率存在明显的年周期变化,气压、室内温度、室外温度与宇宙线触发率有着相似的年变化,存在较强关联;对宇宙线触发率进行多元气象参量修正,修正后的宇宙线触发率不再有...     

宇宙线日周期变化研究

到达地球的宇宙线强度可能存在着日周期变化,研究宇宙线恒星日和太阳日周期变化对解决宇宙线起源、传播以及调制等这些基本问题有重要意义.首先对仿真信号进行周期分析处理,给出利用周期折叠分析法要区分宇宙线中可能的太阳日和恒星日周期信号,需要至少7.6年的宇宙线数据.然后利用羊八井Tibet ASγ阵列1994—2003年间记录的宇宙线触发率数据,气象修正后,将小波变换与折叠周期分析方法相结合,对10TeV宇宙线太阳日和恒星日周期变化情况进行分析研究,发现了宇宙线中的1.0d(太阳日)周期,其信噪比为46.3,变化幅度约为0.48%,最大值处的相位约为0.82(19.7h),没有发现0.997d(恒星日)周期.     

宇宙线大尺度各向异性的分析方法

模拟研究了2种基于等天顶角方法的全天区扫描方法.一种是已经应用于全天区搜寻γ源的传统普通等天顶角方法,一种是基于等天顶角方法的χ2拟合方法.从模拟结果看,二者之间存在着不可忽视的差异,前一种方法在分析存在大尺度各向异性的宇宙线样本时不能正确反映各向异性的真实现象,而后一种方法分析结果能够正确反映真实物理现象,但是由于受到构造χ2方程的限制使得分析全天区宇宙线分布时在时间尺度上受到限制(视实验探测器数据统计量大小而定).最后,对比了这2种方法各自的优缺点.     

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。     

伽马射线 曾灭绝地球生物

曾造成史前生物大灭绝据美国堪萨斯大学的天体物理学家阿德里安·梅洛特最新的研究称,尽管来自遥远星系的“伽马射线”对地球并无多大伤害,但是如果“伽马射线”爆发发生在银河系内,并且方向正好对准地球的话,那么它将会对地球生物造成毁灭性的灾难。古生物学证据显示,在4.43亿     

10TeV宇宙线的太阳阴影研究

利用１９９５年１０月至１９９７年９月间西藏空气簇射阵列采集到的数据，再一次观测到了１０ＴｅＶ宇宙线的太阳阴影；仔细分析了１９９０年６月至１９９７年９月间观测到的１０ＴｅＶ宇宙线的太阳阴影位置，对其位置的偏移及变化行为给出了定性的解释；结合相同时期的太阳表面平均磁场强度，进一步证实了日影偏离度与太阳平均磁场的关联；利用较为完整的宇宙线成分测量数据，对日影偏离度与太阳平均磁场强度间的定量关系作了成分上的修正．     

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.     

强流瞬态脉冲辐射场伽马射线探测技术

脉冲辐射场伽马射线探测是诊断强流脉冲辐射装置工作状态、辐射产生物理机制和过程规律信息的主要途径之一,是各类型辐射装置设计优化、运行监测与控制以及辐射场应用研究不可缺少的技术手段.本文从探测技术原理、探测器技术及其发展等方面介绍强流脉冲伽马辐射场射线探测技术概况,供脉冲辐射场测量与诊断研究借鉴参考.     

宇宙背景光子对Blazar高能伽马射线的吸收过程

Blazar高能伽马射线在宇宙传播过程中,将会和宇宙背景光子发生相互作用,从而能量会有一个降低的过程。文章将在理论上计算和分析宇宙微波背景（CMB）和河外背景光（EBL）对高能伽马射线的吸收过程,并讨论二者对不同红移情况下的高能伽马射线的吸收过程。     

Fermi伽马射线暴的光谱能量关系

基于Fermi卫星对伽马射线暴峰值能量探测灵敏度的提高,本文收集了Fermi卫星近8年的已知红移和E_(peak)的84个数据样本,再次分析Amati和Yonetoku关系。研究结果表明:Amati和Yonetoku关系可以分别用两条很好的直线拟合,对能量和光度关系进行了更新。大多数伽马射线暴的均质能量满足2.02×10~(54)erg量级,均质光度满足2.32×10~(52)erg量级。     

利用背散射伽马射线确定套管厚度的模拟研究

根据伽马射线散射衰减原理,提出利用康普顿散射窗与光电窗的双能窗组合估算套管厚度的方法。利用数值模拟方法设置不同套管厚度计算模型,分析伽马能谱中不同能量的计数来源,对比得到最优能窗组合,并建立双能窗计数比与套管厚度响应关系;通过设置不同地层密度、水泥环密度和厚度参数模型研究水泥环和地层参数对确定套管厚度的影响程度。结果表明：利用能窗Ⅲ与能窗Ⅰ计数比评价套管厚度的相对灵敏度最高,其受地层密度、水泥环密度和水泥环厚度影响较小。模拟实例表明该方法在确定1 mm套管厚度时误差小于10%,研究结果可为井下套损评价方法提供参考。     

宇宙线研究所参与的中日合作羊八井宇宙线实验取得重大进展

我校宇宙线研究所（教育部重点实验室）参与的中日合作羊八井宇宙线实验取得重大进展，研究成果发表在今年最新一期世界权威杂志《科学》上，实验观测的前沿进展被审稿人誉为宇宙线研究领域中“里程碑”式的重要成就。