高能中微子与宇宙线的多信使研究

<正>宇宙线是来自地球之外的高能带电粒子,约99%为原子核,1%为电子。此外,在传播过程中,宇宙线通过与星际介质作用,产生少量次级核子及反质子、正电子等次级宇宙线粒子。宇宙线的发现始于1912年,迄今为止观测到的宇宙线粒子的最高能量已达到3×1020电子伏特,是最大的粒子加速器LHC     

高能宇宙线中微子的IceCube与Ice Flower

<正>对地球上的人类而言,来自遥远宇宙的高能信使包括质子、光子、中微子和引力波。由于质子携带一个单位的正电荷,它在宇宙空间的长途跋涉会受到磁场的影响而改变方向,使得我们很难追踪到它的起源之地。极高能的质子也会和宇宙的微波背景辐射发生反应,从而损失能量和它所携带的原始信息,这一现象就是著名的Greisen-ZatsepinKuzmin (GZK)截断效应,     

利用高能中微子探索宇宙线起源之谜

高能电子通过逆康普顿散射,将能量传递给被散射的低能光子,产生高能的伽马射线。虽然高能电子也是宇宙线的一部分,但是考虑到质子、氦核等强子成分在宇宙线中占据了主要成分,如果没有特殊说明,我们在讨论宇宙线起源的时候,一般是指质子等强子成分的起源。     

高能中微子天文

2013年,南极的IceCube中微子天文台报告首次探测到了来自地外的TeV-PeV(注:TeV=10¹²eV,PeV=10¹⁵eV)高能中微子,为人类探索宇宙打开了一扇全新的窗口,标志着高能中微子天文时代的开启。此前人类已经探测到来自太阳和超新星1987A的地外中微子,但是这些都是核反应层次的MeV量级的中微子,而IceCube的中微子是粒子反应层次的,至少是TeV量级以上,所以需要强调是高能中微子加以区别。     

高能中微子与核乳胶碰撞中的多粒子产生

介绍了高能中微子与核乳胶碰撞的多粒子产生，给出并讨论了簇射粒子和重电离粒子的多重数分布及簇射粒子的赝快度分布。     

宇宙线和高能天体物理

羊八井中日合作二期阵列在1997-1998年最有意义的实验结果主要来自于把探测阈能降低到～3TeV的局部加密阵列部分。例如,在活动星系核MrK 501在1997年3月到8月变得比蟹状星云还亮很多的甚高能γ射线爆发期间，羊八井加密阵列与国际上七个大型契仑可夫望远镜一道看到了这个过程，而且是其中唯一有较完整的时变曲线的一家。同时，对蟹状星云的观测数据也显示在3TeV附近存在～4σ的γ流超出，而在10TeV则未观测到有统计意义的超出(最终结果将在1999年发表)。     

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。     

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。     

大气宇宙线中的高能γ线与强子

用中、日合作设置在甘巴拉山(海拔5500米,大气深度520g/cm²上的部分K6和K7厚铅乳胶室,研究了观测能量为10—50TeV的大气宇宙线中的高能γ线与强子.给出了它们的垂向流强、积分能谱、天顶角分布及其在大气中的衰减长度.将所得结果与过去的同类结果进行了比较.     

宇宙线高能族事例产生特征的模拟与实验研究

利用在EAS实验的模拟计算中被广泛采用的CORSIKA程序,基于强相互作用模型QGSJET和DPMJET,对甘巴拉山乳胶室实验高能族事例的产生特征进行了Monte Carlo模拟.给出了不同能区原初宇宙线各种成分产生族事例的效率及其与原初能量的关系.将模拟计算得到的族事例的平均横向扩展、族中簇射成员数、族的总观测能等的分布及其平均值,与相应的实验结果进行了系统的比较,结果基本相符.此外,模拟族事例也存在与实验相类似的能量集中趋势     

高能宇宙线粒子与石蜡核作用的角分布

本文描述一个利用云室研究高能宇宙线粒子与石蜡的核作用中次级粒子角分布的实验。共分析了64个n_s≥4的事例,其平均初能E₀≈70BeV。结果表明,在此能区,次级粒子在CMS中,角分布不是各向同性,而在0°和180°方向呈现极大,且有相当比例(≥20％)事例的角分布形式显示出火球模型给出图象。     

天体物理学家探测高能中微子的构想

来自太阳的低能量中微子已经被地球上的几个检测器检测到了，但是来自宇宙的高能量中微子依然是仙踪难觅，这就需要有巨大的检测器来发现它们．中微子同物质发生的相互作用非常微弱，这既有有利的方面，也有不利之处．有利的是它们可以穿越非常遥远的宇宙和各种物质而不丢失它们所携带的信息；     

宇宙线高能族事例中的共线现象

通过对甘巴拉山K0—K7乳胶室所观测到的部分族事例与运用COSMOS,CORSIKA程序产生的模拟族事例进行了可分辨能量中心(EDC)的共线性的分析,结果表明:在实验族事例中,共线事例产生的份额随族的总观测能的增高而上升;而传统的模拟计算不能解释共线现象这一特征.文中还对族事例中γ线与强子的判别标准进行了讨论.     

宇宙线高能粒子与液体闪烁体的核相互作用

利用放置在海拔3185米处的多板云室,以液体闪烁体作靶,研究宇宙线高能粒子产生的核相互作用。本文分析了18个由荷电粒子引起的核作用事例,用Castagnoli公式求得初能平均值E₀=(41±8)Bev,荷电粒子平均多重性n_s=4.9±0.3,以x=lgγ_ctgθ_l为变量作次级粒子的角分布,发现dN/dx分布可能存在着两个峯,文中试用二心模型对此角分布进行了讨论。 关键词：     

宇宙线高能强子强度随高度的变化

利用小型乳胶室在6500米高山上观测了高能强子的强度,并结合甘巴拉山(海拔5500米)乳胶室和云南站(海拔3200米)乳胶室等数据,给出了高能强子强度随高度的变化规律.     

黑洞吞噬恒星时泄漏高能中微子

极高能量的中微子时常撞击地球。物理学家怀疑它们产生于黑洞周围,但不确定具体过程。天文学家声称最近探测到一例跟潮汐瓦解事件(TDE,即恒星因黑洞附近强引力场的潮汐效应而被撕裂)相关的高能中微子事件。这是与TDE关联的第二例高能中微子事件,使得人们可以粗略地估计TDE产生中微子的流量。