对1014eV以上初级宇宙线成份的推论

拟合10¹⁴eV以下初级宇宙线核成份能谱的实验数据, 并将它们一直外推到发生拐折的能量. 按"刚度切割模型", 适当选择拐折能量, 使分成份能谱之和与总粒子谱相符, 来推论10¹⁴eV以上初级宇宙线成份. 所得能谱与相互作用模型无关.     

对高山乳胶室γ族强度和衰减的讨论

分析影响高山乳胶室γ族强度的种种因素,比较强度的实验数据和模拟计算值.结果表明超高能区(～10¹⁵eV)初级宇宙线化学成分中质子占～30%的推断是可以接受的.     

能量为6×1014~5×1016eV的宇宙线能谱研究

1982年, 作者在悉尼大学对能量为6×10¹⁴~5×10¹⁶eV的高能宇宙线的能谱进行了实验研究. 实验采用了快速、高效率的电子仪器, 并用电子计算机进行控制, 实现了高度自动化. 研究结果表明, 初级宇宙线的积分能谱可表示为I=K.(E/E₀)^－γ, 式中γ的数值在能量E为3×10¹⁵eV附近由1.15±0.04改变为1.19±0.08.     

1015eV附近初级宇宙线能谱指数的测量

本文介绍一个通过测量高能宇宙线初级粒子在广延大气簇射中发射的切伦柯夫光脉冲来确定初级宇宙线能谱的方法和装置. 给出了在能量范围2.9×10¹⁴－4.0×10¹⁵eV内,初级宇宙线积分能谱幂指数γ=1.80±0.11.     

超高能初级宇宙线的各向异性

本文研究宇宙线粒子的各向异性度. 在无界银河点源模型下, 推导出一次谐波各向异性度的表达式, 然后用所得公式考查附近11个超新星遗迹(SNR)各自造成的各向异性度并研究合成的各向异性度随能量的变化趋势. 计算结果表明, 该模型能说明在5×10¹⁵eV以上各向异性度的E^0.5律. Compton-Getting效应将产生一附加的各向异性, 它是能量无关的并矢量迭加到点源合成的各向异性度上去. 显然, 现在测到的10¹¹—10¹⁴eV之间的各向异性是由Compton-Getting效应贡献的. 取该能段实验测得的微分谱指数γ=2.67, 得到地球相对于宇宙线背景的运动速度为~35km/s.     

宇宙线粒子声探测可能性研究

本文报道宇宙线粒子声探测可能性考察的初步结果. 实验表明天然大水域中超声频背景噪声是很复杂的, 存在着孤立的超声频脉冲声讯号. 这些脉冲声讯号可能起源于水中微气泡的声辐射. 没有发现它们与宇宙线粒子有明显关联的证据. 在海平面EAS轴干声探测的阈能大于3×10¹⁶eV. 高能宇宙线粒子在水中发展的局部级联簇射声探测的阈能大于10¹⁴eV.     

初能大于1014eV的空气簇射的时间相关性

用空气簇射小阵在北京观测了能量大于10¹⁴eV的宇宙线粒子产生的空气簇射的时间相关性. 得到初能E>2.6×10¹⁴eV的空气簇射到达时间间隔的分布, 在t<21秒以内系统地高于指数分布, 显示可能在观测到的簇射中存在时间相关的成份.     

怀柔EAS阵列对初级宇宙线“膝”区能谱的测定

仔细分析了近年来怀柔广延大气簇射阵列记录的65万个大气簇射事例,得到了簇射Size(即荷电总粒子数)谱和10¹⁵—5×10¹⁶eV能段的初级宇宙线微分能谱.此谱呈明显的、平滑过渡的“膝”样结构,拐点在3×10¹⁵eV附近.除了“膝”较平滑不象明野谱那样尖锐拐折而外,怀柔谱在绝对流强和“膝”的位置上都与日本明野组吻合得很好.在银河磁场刚度截止模型框架下,怀柔实验Size谱界定的宇宙线质子谱拐折能量Ec的取值范围在160到240TeV之间.     

高山5500米超高能宇宙线强子的能谱

高能强子在大气中的传播对于研究初级宇宙线的能谱,超高能宇宙线与核的相互作用都是很有意义的。近几年来,我们在西藏甘巴拉山（5500米高度,大气深度是520克/厘米²）设置了乳胶室,对于宇宙线电磁成份的研究已有报道。本文对E_h^γ=3—50TeV的强子性质进行了初步的研究。测量了这个能区的垂直流强、积分能借、在Pb中的核作用平均长度及其在大气中的衰减长度。现将结果报道如下:     

利用宇宙线直接测量结果对初级宇宙线能谱参数的调整

由JACEE?,RUNJOB和SOKOL等宇宙线直接测量结果和刚度截断模型,对于10¹⁴—10¹⁶eV能区的初级宇宙线微分能谱参数进行调整.利用调整后的能谱与选取QGSJET模型的CORSIKA程序进行EAS模拟,同HD,PD谱进行对比研究.采用相同的标准对模拟数据与实验数据进行分析.结果表明,调整后的谱和HD谱的模拟结果与甘巴拉山乳胶室实验结果符合较好,而PD谱的模拟结果与实验结果偏离较大.     

在大气深度x=700克/厘米2处反质子的垂直流强

在大气深度x=700克/厘米²处,利用高能加速器数据计算了产生的反质子的垂直流强。与实验结果比较表明:直到E₀=10⁵GeV的初级宇宙线能量,pN碰撞产生反质子的规律是与高能加速器能区上pp碰撞产生反质子的规律一致的。     

对10~(14)eV以上初级宇宙线成份的推论

拟合10~(14)eV以下初级宇宙线核成份能谱的实验数据,并将它们一直外推到发生拐折的能量。按“刚度切割模型”,适当选择拐折能量,使分成份能谱之和与总粒子谱相符,来推论10~(14)eV以上初级宇宙线成份。所得能谱与相互作用模型无关。     

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.     

转动模型和高能散射

本文用轴对称的转动模型和唯象的Woods-Saxon势; 以"集体坐标和高能集团散射理论"为骨架, 计算了1GeV附近的质子与原子核¹⁵²Sm、¹⁵⁴Sm、¹⁷⁶Yb的0⁺、2⁺、4⁺、和6⁺之间的散射微分截面. 计算结果与实验值符合得比较好.     

质子滴线附近的β缓发质子衰变

简要回顾了实验小组在过去8年中获得的实验结果, 即采用氦喷嘴快速带传输系统 +“p-γ”符合方法, 在稀土区质子滴线附近首次观测了9种新核素的β缓发质子衰变, 在A=90核区的N=Z线附近获得了5种核素的β缓发质子衰变的新数据. 并把这14种核素的半衰期, 自旋宇称, 形变以及生成反应截面的实验值与流行的核模型理论预言进行了系统地对比讨论. 从中看出:(1)⁸⁵Mo, ⁹²Rh以及“等待点”核⁸⁹Ru和⁹³Pd半衰期的实验值比近期Moller等人的宏观-微观理论预言值[At. Data Nucl Data Tables, 66, 131(1997)]长5—10倍, 因而明显地影响天体rp过程生成的核素丰度;(2)实验指认的质子滴线核¹⁴²Ho和¹²⁸Pm的自旋宇称与流行理论预言不符, 但用Woods-Saxon-Strutinsky方法可以计算得到相符的位能面;(3)实验估计的9种稀土核的生成截面比通用的Alice和HIVAP程序的计算值要小1—2个数量级.     

高能质子与原子核散射的N产生效应

提出了对包含 N^*产生中间态的 Glauber 多次散射理论的分离变数处理方法,并把它用于研究质子与原子核的非弹性散射.计算了1 GeV 质子引起的¹²C^*（4⁺,14.08 MeV）激发态的非弹性散射微分截面.理论值与实验结果作了比较.表明 N^*产生效应对高能质子散射的影响是值得重视的.     

用神经网络分辨原初宇宙线成分

尝试在高山乳胶室实验中用神经网络的方法区分超高能区原初宇宙线当中的质子和原子核,对模拟数据的分析结果表明,当族事例观测能量大于500TeV时,对质子和原子核的分辨率均能稳定在80%附近;而当族事例观测能量在100TeV和500TeV之间时,对质子和原子核的分辨率均大于70%.     

宇宙线与超新星的关联

宇宙线是存在于恒星际、星系际间的超高能粒子流,主要是由原子核(其中,主要是氢原子核,即质子)、电子等组成。1912年,维克托.赫斯(VictorHess)在一次高空气球飞行实验中首次记录到宇宙线。经过了90多年的发展,如今宇宙线观测的能量范围已能从低能区(107eV)到高能区(1021eV),直跨13个数量级,流量落差达30多个数量级,其能谱的总结构呈现为非热幂律谱特征,即流量(N)与能量(ε)的关系满足N(ε)=Aε-α,但是整体能谱曲线在1015eV和1019eV附近都有明显的折断,我们把这些折断处分别称之为“膝”和“踝”,相应的在这些不同能量段上的幂律指数α…     

暗物质粒子的质量与物态

讨论一类与宇宙超大尺度结构有关的、稳定的弱作用暗物质粒子,它们很可能是处在简并态的费米子(也可能处在近高温态)和处在近高温态的玻色子,其质量均为～10^－1eV,而其化学势的绝对值均远小于10^－1eV,这个结果与超高能原初宇宙线能谱在～10¹⁵eV及～10¹⁸eV附近出现拐折的现象不相矛盾.     

核介质中的核子性质

借助价子模型, 讨论了原子核中的质子电形状因子G^P(Q²)和π衰变常数f_π. 联系准弹性峰附近⁵⁶Fe上的(e,e')反应, 我们证明核介质对G^P(Q²)和f_π有影响, 而且它们的修正同结构函数的畸变(EMC效应)一样, 均是由于强子尺度的增大.