宇宙线对地球气候的影响

对宇宙线影响地球气候的一些观测结果和物理机制的研究进行了总结和概述,主要讨论了宇宙线对大气中化学反应、云形成过程等的影响,并给出了羊八井宇宙线观测站对宇宙线流强和大气参量日变化的初步观测结果．     

宇宙线福布什下降期间羊八井云量的变化

进入地球大气中的宇宙线强度发生变化,可能导致气候,比如云量的变化. 利用羊八井中子监测器在2003—2004年观测到3次宇宙线福布什下降,在这期间同时记录了观测站点上空的云量变化. 通过对宇宙线福布什下降期间羊八井上空云量的统计分析发现,宇宙线福布什下降期间云量增加,即云量对宇宙线福布什下降表现出明显的负响应. 这表明,宇宙线福布什下降期间,低纬度薄云层地区云量增加,与其他观测结果相一致.     

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。     

小角X射线散射中宇宙线噪声去除方法

针对小角X射线散射（SAXS）测量图样中的宇宙线提出一种去除方法,以纳米结构的周期信息为物理先验计算得到周期性散射信号的坐标信息,对各光斑级次有效信号区域内的宇宙线进行检测并去除。数值模拟了含宇宙线的SAXS测量图样序列,测试该方法对SAXS测量图样序列宇宙线的检测和去除效果,并与现有的宇宙线去除方法进行对比。计算不同曝光时间下去噪前和各方法去噪后SAXS测量图样的评价指标,可以说明该方法对于SAXS测量图样中的宇宙线具有良好的去除效果,并能在长曝光条件下获得明显的信噪比增益。     

平均能量为2×10~(15)eV的宇宙线入射方向研究

从1982年5月到1983年1月,悉尼大学的小型宇宙线观测阵列记录了多于17,000个能量为6×10~(14)—5×10~(16)eV的宇宙线广延大气簇射事例。使用谐波分析和X~2检验法,对这些宇宙线的入射方向进行了研究,没有发现有意义的各向不同性。     

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。     

平均能量为2×1015eV的宇宙线入射方向研究

从1982年5月到1983年1月,悉尼大学的小型宇宙线观测阵列记录了多于17,000个能量为6×10¹⁴—5×10¹⁶eV的宇宙线广延大气簇射事例。使用谐波分析和X²检验法,对这些宇宙线的入射方向进行了研究,没有发现有意义的各向不同性。 关键词：     

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。     

宇宙线天体物理中的几个重要问题

宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流，研究宇宙线的起源、加速、传播机制及其所涉及的天体物理和宇宙学过程是宇宙线天体物理研究的重要内容。本文介绍并讨论其中几个涉及物理学一些基本问题的重要课题的研究现状及前景，其中包括极高能宇宙线的观测研究，太阳中微子能谱的实时测量，宇宙线中新粒子的搜寻等。     

超高能宇宙γ射线所提出的疑问

在五十年代以前的二十多年里,几乎所有的新粒子都是首先从宇宙线中发现的.只是随着具有GeV能量和更高能量的加速器的相继建成,高能物理学家才逐渐把注意力转向加速器实验. 近几年建立起来的一系列新的超高能宇宙线粒子探测器已观测到从一些“点源”发射来的能量高于1015eV的高能宇宙线粒子.而在此之前人们还从未探测到能量高于1012eV的从点源发出的宇宙线粒子. 观测到从点源发出的超高能宇宙线粒子无疑会有助于解开七十多年来未能解决的宇宙线起源之谜.更重要的是,对这一系列观测进行分析得出的结果还向物理学家提出了一系列疑问. 高能原…     

银河系宇宙线的超新星遗迹起源学说

 20世纪初，随着人们对空气电离度测量精度的不断提高，大气电离现象被普遍观测到并被归因于放射性元素衰变产生的高能辐射。1911~1913年奥地利物理学家维克托·赫斯（Victor Franz Hess）通过一系列高空气球实验发现了来自外太空的可以导致空气电离的辐射--宇宙线^①，他也因此获得了来自于河外高能天体源。能量低于109eV （1GeV）的宇宙线由于受太阳风的影响，很难到达地球附近。由太阳活动产生的高能粒子的能量通常也低于1 GeV⑦，因此在地球附近观测到的能量低于1 GeV的高能粒子主要产生于太阳系。虽然银河系中很多高能天体都可以产生宇宙线，但是超新星遗迹被普遍认为是最主要的银河系宇宙线源。这就是所谓的银河系宇宙线的超新星遗迹起源学说。1936年的诺贝尔物理学奖（图1（a））。20世纪30年代，人们通过对来自地球东西方向宇宙线流量不对称性的分析，逐渐认识到它们主要是由带正电的高能粒子组成，受地球磁场影响，来自西方的宇宙线流量更高。后来的一系列研究表明，99%的宇宙线是原子核，其中约10%为α粒子即氦核，更重的原子核占1%左右。考虑到宇宙线的高流量，1934年巴德（W.Baade）和兹维基（F.Zwicky）指出，它们可能来自于超新星爆发^②。由于宇宙线粒子带电，在星际介质中传播时将受到星际磁场的影响，因此地球附近观测到的宇宙线空间分布几乎是各向同性的，这也导致我们无法通过对宇宙线的成像观测来确定宇宙线源。但是宇宙线可以和背景等离子体相互作用产生从射电到伽马射线的电磁辐射，随着射电天文、X射线天文、伽马射线天文的发展，人们不仅发现了超新星爆发产生宇宙线的观测证据，还发现了其他一些可以产生宇宙线的高能天体^③~⑥。     

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.     

利用YBJ-ARGO实验研究太阳2005年1月16日—20日爆发期间宇宙线变化

分析了2005年1月15日至27日的YBJ-ARGO-SPT实验数据, 观测到了期间由太阳耀斑引起的宇宙线福布什下降, 与其他观测手段的观测结果一致. 根据次级粒子多重数的不同, 分能区进行了讨论, 发现在同一观测地点, 福布什下降幅度随能量升高而变小. 这是第一次在同一观测地点分能区对太阳活动期间宇宙线福布什下降的观测结果, 与理论预期相符合.     

一种在宇宙线实验中应用取样保持电路的触发方法

本文报告了取样保持电子学系统用于宇宙线实验的一种触发判选方法.实验证明,这种方法能完整地收集随机出现的宇宙线事例信号的全部电荷,解决了由于取样门延迟打开所造成的信号电荷丢失问题.讨论了将这种方法用于北京谱仪宇宙线实验的问题.     

一种在宇宙线实验中应用取样保持电路的触发方法

本文报告了取样保持电子学系统用于宇宙线实验的一种触发判选方法.实验证明,这种方法能完整地收集随机出现的宇宙线事例信号的全部电荷,解决了由于取样门延迟打开所造成的信号电荷丢失问题.讨论了将这种方法用于北京谱仪宇宙线实验的问题.     

用蒙特卡罗模拟方法计算EAS阵列的有效探测面积

本文从EAS横向分布的经验公式NKG结构函数及将平均值由NKG函数给定的Poisson分布用来对探测器实际测量到的粒子数密度进行随机抽样出发,利用蒙特卡罗模拟方法计算了梁王山宇宙线观测站粒子阵列的有效探测面积A_eff。由A_eff算出的EAS阵列的响应函数与实验观测结果相符合。将本文所得结果用于梁王山宇宙线测站的实验数据的分析,效果良好。     

活动星系核与高能宇宙线

<正>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     

太阳宇宙线的传播效应

应用电子计算机计算了太阳宇宙线在均匀并无限的行星际介质中传播的各向异性扩散对流方程的量纲分析解.本文介绍利用Jokipii扩散系数计算的结果,只讨论太阳风对流对太阳宇宙线事件上升至极大时间及峰强度的影响,并且考虑了太阳共旋效应.模型很好地说明事件传播特性随其源耀斑相对于过地球的行星际磁力线的太阳经度的变化,上升时间的理论曲线很符合于自相对论能量至大约30 Mev的中能事件的观测结果.     

利用羊八井中子监测器研究宇宙线的太阳日周期变化

通过对宇宙线周期变化研究可以得到宇宙线产生和传播区域的重要信息,是宇宙线长期研究的重要热点问题。利用位于西藏羊八井(地磁截止刚度:14.1 GeV) 的中子监测器2006 至2011年的观测数据,研究宇宙线的太阳日周期变化。在对中子监测器观测数据进行气压修正后,通过Lomb-Scargle 傅立叶变换法对修正后的数据进行周期分析,发现宇宙线计数率存在超过地球公转运动Compton-Getting 效应的太阳日周期变化,该周期变化可能是地球公转效应和宇宙线传播物理过程调制效应以及剩余气象效应的叠加。计算分析了1 日周期信号的振幅和初相位随时间的变化,发现1 日周期变化的初相位存在较为明显的年周期变化规律,这可能是地球公转和自转合成运动的结果;1 日周期变化幅度在2010 年后出现增大趋势。这些结果对宇宙线周期变化和各向异性的研究具有重要参考意义。With the study of the cosmic rays' solar diurnal variation we can get the important information about Cosmic Ray's production and propagation. It's important issues of cosmic rays' studies. We analyze the temporal variation of cosmic rays rate observed with the Yangbajing neutron monitor during 2006 to 2011, and nd semidiurnal and diurnal period signals included in the rates of cosmic rays with vertical rigidity equal to 14.1 GV. We have checked the time dependence of the phase and the amplitude of semidiurnal and diurnal anisotropy, and nd that the phase of diurnal signal varies yearly, it could be a synthetic movement of the earth's rotation and revolution. The amplitude before 2010 is obvious smaller than that after 2010. These results are of great reference value for studying the anisotropy and time variation of cosmic rays.     

宇宙线天体物理中的几个重要问题

宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流,研究宇宙线的起源、加速、传播机制及其所涉及的天体物理和宇宙学过程是宇宙线天体物理研究的重要内容。本文介绍并讨论其中几个涉及物理学一些基本问题的重要课题的研究现状及前景,其中包括极高能宇宙线的观测研究,太阳中微子能谱的实时测量,宇宙线中新粒子的搜寻等。