用宇宙线大气簇射Ne-Nμ关系研究“膝”区原初成分

用梁王山宇宙线观测站获得的宇宙线大气簇射μ子数据, 与假设原初分别为质子、氦核、中等核(Z=15)和铁核的Monte-Carlo模拟结果进行比较, 结果显示宇宙线膝区原初成分无明显变化且以轻核为主.     

具有重新加速的银河宇宙线核的传播

通过引入银河宇宙线在星际空间传播中的有效能量变化率,获得了求解具有重新加速的银河宇宙线核的传播方程的一般方法——修正的厚板权重方法.并在漏箱模型中,给出了计算的次级与原初之比和原初能谱与观测结果的比较.     

宇宙线广延大气族射研究的进展

本文扼要地介绍和评论了宇宙线广延大气簇射研究的现状、成就和问题,并就如何区分开超高能核作用特征和宇宙线原初成分的纠缠以克服目前物理结论上的二义性问题作了讨论,也就在我国开展宇宙线超高能研究的途径提出了看法。     

宇宙线广延大气族射研究的进展

文扼要地介绍和评论了宇宙线广延大气簇射研究的现状、成就和问题,并就如何区分开超高能核作用特征和宇宙线原初成分的纠缠以克服目前物理结论上的二义性问题作了讨论,也就在我国开展宇宙线超高能研究的途径提出了看法。     

超高能宇宙线的研究

本文分四个部分讨论了超高能宇宙线的现象:(1)超高能宇宙线的一些特性:原初宇宙线的能谱和成份。(2)超高能宇宙线与核的相互作用。(3)广延大气簇射的一些实验结果。(4)稀有现象。文章还评述了超高能宇宙线的几点倾向性结论。     

超高能宇宙线的研究

本文分四个部分讨论了超高能宇宙线的现象:(1)超高能宇宙线的一些特性:原初宇宙线的能谱和成份。(2)超高能宇宙线与核的相互作用。(3)广延大气簇射的一些实验结果。(4)稀有现象。文章还评述了超高能宇宙线的几点倾向性结论。     

宇宙线反质子流的蒙特卡洛模拟

用蒙特卡洛 （Monte-Carlo） 方法,模拟了宇宙线强子成分在大气中的传播。比较3200m高度宇宙线反质子流强的计算值和测量值,以研究高于加速器能区的核作用中N（?）的产生,检查原初宇宙线中是否有一定份额的反质子。计算给出的海平面和高山宇宙线p,π^&;#177;,μ能谱与相应的测量值基本相符。对结果进行了讨论。     

宇宙线大气簇射μ子定点密度及原初能谱“膝”的研究

用梁王山宇宙线观测站的数据研究宇宙线大气簇射μ子定点密度谱,谱呈现明显的拐折.通过MonteCarlo模拟,得到拐点对应的能量约为1.7×10¹⁵eV,拐点前后原初能谱指数差约为0.43,证实了KASCADE实验μ子定点密度谱呈现拐折的首次观测结果,又一次推证了原初宇宙线能谱膝的存在.     

联系无限大与无限小的一门学科──宇宙线物理学

宇宙线是在天体物理过程中产生的各种不同能量的微观粒子流.它们中间包括地球上已有的各种元素的原子核,其中氢核(质子)约占百分之九十,氦核(α粒子)占百分之九,其他原子核共占百分之一,γ射线、原初电子又占上述各种原子核的百分之一.宇宙线粒子的最高能量已达1020电子伏以上;这就是说,在一个直径不到微微米的粒子上集中了10个焦耳以上的能量.这比世界上现有加速器的能量高出几亿倍.但宇宙线的流强很弱,并且流强近似地随能量平方反比下降.在大气层顶部,每平方米面积上每小时大约飞来一个具有1014电子伏的粒子.由于空间磁场强度约为10-5高斯…     

银河宇宙线核传播的蒙特卡罗模拟

采用银河系超新星爆发中激波加速产生宇宙线的假定,用Monte Carlo方法模拟了宇宙线核在星际空间中的传播.模拟计算中采用加速器实验中测得的核碰撞截面和核散裂几率,考虑宇宙线核在星际介质中的作用和能量变化率,并采用标准漏箱模型决定宇宙线传播的扩散,最后采用力场近似处理太阳调制对宇宙线核的影响,所得到的0.5至20GeV/N的初级宇宙线硼、碳比,矾,铁比以及氧和铁的能谱与实验结果符合较好.讨论了超新星爆发的激波压缩比因子的不同取值对结果的影响.     

银河宇宙线的统计模型

假设能量低于3×10^l8eV的宇宙线主要起源于银河系超新星爆发,用各向同性弥散传播模型详细研究了铁核的非定态空间密度分布,考虑到原初宇宙线的成份和河外宇宙线的影响,以及银河系超新星在空间和时间上的一个合理分布,该统计模型能很好解释10¹²—10²⁰eV宇宙线的观测谱.     

近地雷暴电场与羊八井地面宇宙线关联的模拟研究

雷暴期间地面宇宙线强度变化的研究对理解大气电场加速宇宙线次级带电粒子的物理机理具有重要意义. 分析西藏羊八井ARGO实验中2012年大气电场的数据后发现, 近地雷暴电场的强度可达1000 V/cm甚至更高. 用Monte Carlo方法模拟研究了近地雷暴电场与羊八井地面宇宙线强度的关联. 当雷暴电场强度(取1500 V/cm)大于逃逸电场时, 宇宙线次级粒子中正、负电子的数目呈指数增长, 在大气深度约520 g/cm²处达到极大值, 与Gurevich等提出的相对论电子逃逸雪崩机理和Dwyer理论相符. 当雷暴电场强度小于逃逸电场时, 在所有负电场范围和大于600 V/cm的正电场范围, 总电子数目随电场强度的增大而增加; 当正电场小于400 V/cm时, 总电子数目均出现一定幅度的下降; 在电场为400–600 V/cm范围内, 总电子数目的变化与原初粒子的能量有关, 原初能量小于80 GeV时, 其次级粒子中总电子数目增加, 原初能量在80–120 GeV 范围内时, 总电子数目变化不明显, 原初能量大于120 GeV时, 总电子数目出现下降, 下降幅度约4%. 模拟结果可对羊八井ARGO实验的观测结果给予合理的解释.     

寻找超高能宇宙线源——西藏广延空气簇射实验

总结了１９９０年６月到１９９３年１０月期间西藏空气簇射阵列的观测结果。寻找了来自于蟹状星云、Ｘ射线双星、脉冲星、活动星系核和其它活动天体的能量为１０ＴｅＶγ射线连续发射,没有发现连续稳定发射的迹象,但给出了每个源的流强上限。在阵列所观测的天区寻找了１０ＴｅＶ的γ暴,结果没有发现能量１０ＴｅＶ的γ暴,最后也给出了发现此种γ暴的上限。应用该阵列,明显地观测到了能量为１０ＴｅＶ的宇宙线流强的太阳和月亮阴影。观测了朝向和远离太阳的行星际空间磁场对宇宙线阴影的影响,这是行星际磁场对阴影位移影响的第一次直接观测。研究并发现在实验期间,太阳阴影的位置每年都在变化。同时观测在此期间,朝向和远离方向的宇宙线阴影的不同变化。另外,应用该实验的数据,给出了所谓的“膝”区的原初宇宙线能谱。     

水桶中的宇宙线

<正>在我们“真空”的宇宙中,时刻在飞行着各种高能粒子(各种原子核、电子、伽马光子等),我们称之为原初宇宙线。通过“重走宇宙线发现之旅”系列课程《宇宙线发现之旅”》^[1]《有多少宇宙线穿过我们的身体》^[2]《电离之谜》^[3],我们已经知道,当它们飞向我们的地球时,在高空会与地球大气的氮、氧等原子核碰撞,产生很多次级粒子,次级粒子再碰撞产生更多的次级粒子,这一过程叫广延大气簇射。     

寻找超高能宇宙线源——西藏广延空气簇射实验

总结了１９９０年６月到１９９３年１０月期间西藏空气簇射阵列的观测结果。寻找了来自于蟹状星云、Ｘ射线双星、脉冲星、活动星系核和其它活动天体的能量为１０ＴｅＶγ射线连续发射，没有发现连续稳定发射的迹象，但给出了每个源的流强上限。在阵列所观测的天区寻找了１０ＴｅＶ的γ暴，结果没有发现能量１０ＴｅＶ的γ暴，最后也给出了发现此种γ暴的上限。应用该阵列，明显地观测到了能量为１０ＴｅＶ的宇宙线流强的太阳和月亮阴影。观测了朝向和远离太阳的行星际空间磁场对宇宙线阴影的影响，这是行星际磁场对阴影位移影响的第一次直接观测。研究并发现在实验期间，太阳阴影的位置每年都在变化。同时观测在此期间，朝向和远离方向的宇宙线阴影的不同变化。另外，应用该实验的数据，给出了所谓的“膝”区的原初宇宙线能谱。     

用神经网络分辨“膝”区原初质子成分

利用不同的相互作用模型,对羊八进簇射阵列和乳胶室联合实验进行了Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｏｌ模拟,并利用模拟数据研究了利用人工神经网络方法进行原初宇宙线成分分辨的可行性。分析表明,利用该方法可很好地挑选出由原初质子引起的族射,全所得结果与作用模型有关,并对相就原系统误差进行了估计。     

宇宙空间的次级反质子流强的计算

利用最近的实验结果, 计算了宇宙线与星际物质碰撞产生的反质子流强. 把这计算结果与Golden等人的实验结果比较指出: 在宇宙空间中很可能存在原初反质子.     

活动星系核与高能宇宙线

 宇宙线发现100年来，人们对其成分、产生和加速机制、及其传播效应进行了广泛的研究，并获得了丰富的天体物理信息，但其起源至今仍然不清楚。一般认为相对低能的宇宙线起源于银河系内，极高能宇宙线起源于河外，而作为宇宙中最明亮的河外天体，活动星系核很可能是河外宇宙线源。随着多信使观测时代的到来，我们拥有了前所未有的从整体上去理解高能伽马射线和河外极高能宇宙线最好机遇。本文将简要地回顾和讨论活动星系核与高能宇宙线起源之间的关系，并对我国即将建成的高海拔宇宙线观测站（LHAASO）研究预期进行展望。     

大型强子对撞机时代的宇宙线实验

随着大型强子对撞机（LHC）对撞实验的深入进行,宇宙线实验中许多不确定因素将在实验中确定下来,而大型的、多种探测手段的联合观测将把宇宙线实验研究推入精确测量的时代,对可能的宇宙线起源模型的限制将增强,对电子、各种核乃至γ光子和中微子的精确测量,将增加揭开宇宙线起源这一世纪谜团、甚至于寻找到暗物质源的可能性,而亟待解决的...     

关于超高能宇宙线作用的非弹性度

分析了超高能宇宙线的核子-空气核和核-空气核作用的非弹性度,并讨论了核碰撞几何对它的影响.