北半球最高的宇宙线观测站二期扩建竣工

 由中国科学院高能物理研究所、西藏大学、西南交通大学、云南大学和日本国东京大学宇宙线研究所、琦玉大学、宇都宫大学、甲南大学、神奈川大学、横滨国立大学、弘前大学和湘南工学院合作建造的西藏羊八井宇宙线观测站于1990年建成。在1993年9月召开的中日两国政府文化合作协定第七次会议上,双方同意将“中日西藏羊八井宇宙线合作研究”列为两国政府文化合作协定新项目。日本政府批准了该项目两亿日元合作经费的预算。     

无限风光在险峰——为羊八井宇宙线观测站建立五周年而作

 自1990年元月10日一期阵列建成并于同年六月开始正式运行以来,羊八井宇宙线观测站己经问世五周年了。五年,在已有的高山站中是个很小的数字（见表1）,然而羊八井已挤身国际超高能γ天文实验三大主力行列而名扬海外。是什么使得它如此神奇?扩大了四倍的羊八井二期阵列将会有什么表现?羊八井三期发展计划将会给地面宇宙线实验和γ天文学科形势带来怎样的变化?这些不仅是羊八井实验的参与者也是所有关心羊八井事业、想了解羊八井立足我国自然优势发展国际合作推动学科发展的经验的人们所感兴趣的事情。     

银河宇宙线起源、加速和传播问题的一些研究进展

 宇宙线研究在我国已经走过了半个多世纪,从20 世纪50 年代建于云南落雪山海拔约3180 米的观测站,到文革后建于西藏甘巴拉山海拔近5400 米的高山乳胶实验观测站,再到1990 年建成的位于海拔4270 米的羊八井国际宇宙线观测站,我国研究人员为揭示宇宙线的奥秘进行了不懈的努力,作出了重要的贡献。本文,结合国外相关研究,介绍我国在银河宇宙线起源、加速和传播问题的研究方面所取得的一些新进展。     

“膝”区原初宇宙线成分分辨的作用模型相关性

使用4种具有不同特点的强相互作用模型,按照西藏羊八井ASγ联合实验的条件,对“膝”区能量宇宙线的大气簇射过程进行蒙特卡罗模拟.分析了不同模型的簇射特征,找出与原初组成比较密切的特征量.最后用一种BP型人工神经网络对模拟结果进行分辨,并检验了分辨能力与作用模型的关系.结果表明,该网络能有效地挑选出不同模型产生的质子事例,分辨能力受作用模型的影响较弱.     

甚高能区宇宙线流强气象效应的分析

讨论了用中日合作西藏羊八井超高能宇宙线空气簇射阵列作甚高能区宇宙线强度监测的可能性;分析了空气簇射阵列触发计数率的气象效应;摸索出一套气压及环境温度效应的修正方法,并用于1992年1月至2月观测数据的修正.     

“膝区”区原初宇宙线成分分辨的作用模型相关性

使用４种具有不同特点的强相线作用模型,按照西藏羊八井ＡＳγ联合实验的条件,对“膝”区能量宇宙线的大气簇射过程进行蒙特卡罗模拟,分析了不同模型的簇射特征,找出与妆组成比较密切的特征量,最后用一种ＢＰ型人工神经网络对模拟结果进行分辨,并检验了分辨能力与作用模型的关系。结果表明,该网络能有产地挑选出不同模型产生的质子事例,分辨能力受作用模型的影响较弱。     

ARGO-YBJ实验“Scaler模式”计数的气象效应

对中意合作西藏ARGO-YBJ实验“Scaler模式”下次级宇宙线计数的气象效应进行了讨论,计算了计数率与大气压强、室外温度、大气电场及实验大厅内温度、湿度等5个气象参量的偏相关系数。结果表明,大气压强与次级宇宙线计数有很强的负相关,与室外温度也有一定的负相关,而实验大厅顶部的大气电场与实验记录的次级宇宙线计数基本没有关联。另外,实验大厅内温度也是影响次级宇宙线地面测量的一个重要因素,实验大厅内的湿度也有一定影响。随着符合多重数的增加,实验大厅内温度和湿度的影响变得不再重要。另外,对次级宇宙线计数率进行了多参量的气象效应修正。结果表明,这种修正是可靠的,为进一步利用ARGO-YBJ实验“Scaler模式”下的实验数据进行各种物理分析打下了基础。     

ARGO-YBJ实验“Scaler模式”计数的气象效应

对中意合作西藏ARGO\|YBJ实验“Scaler模式”下次级宇宙线计数的气象效应进行了讨论, 计算了计数率与大气压强、 室外温度、 大气电场及实验大厅内温度、 湿度等5个气象参量的偏相关系数。结果表明, 大气压强与次级宇宙线计数有很强的负相关, 与室外温度也有一定的负相关, 而实验大厅顶部的大气电场与实验记录的次级宇宙线计数基本没有关联。 另外, 实验大厅内温度也是影响次级宇宙线地面测量的一个重要因素, 实验大厅内的湿度也有一定影响。 随着符合多重数的增加, 实验大厅内温度和湿度的影响变得不再重要。 另外, 对次级宇宙线计数率进行了多参量的气象效应修正。 结果表明, 这种修正是可靠的, 为进一步利用ARGO\|YBJ实验“Scaler模式”下的实验数据进行各种物理分析打下了基础。     

北半球最高的宇宙线观测站——羊八井站

 由中科院高能所、西藏大学、西南交大、云南大学和日本国东京大学宇宙线所、宇都宫大学、甲南大学、神奈川大学、琦玉大学、横滨国大、弘前大学、湘南工学院合作建造的中日合作羊八井宇宙线观测站于1990年建成。并正式开始运行。     

ARGO实验探测γ暴的灵敏度研究

西藏羊八井ARGO实验是对广延大气簇射事例进行观测研究的"全覆盖式"地面宇宙线观测实验, 其主要目的之一就是探测E>10GeV的γ暴. 通过Monte Carlo模拟, 估算了ARGO实验探测10GeV γ暴所具有的灵敏度.     

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.     

日影偏离度与太阳平均磁场的关联

利用西藏羊八井空气簇射阵列1990年6月至1996年8月间观测到的10TeV宇宙线的太阳阴影位置,以及相同期间的太阳表面平均磁场的数值,研究了太阳阴影的偏离度与太阳平均磁场的关系,并结合简单的理论模型对这种关系进行了计算和解释.     

“基于羊八井平台的交叉学科研究”首届研讨会简讯

2004年7月7日至10日，“基于羊八井平台的交叉学科研究”首届研讨会在拉萨隆重召开．会议由中国科学院基础科学局和高能物理研究所联合主办，西藏大学、中国高等科学技术中心(CCAST)、科技部和基金委联合协办．出席会议的代表有来自国内27个单位48位代表及有关部门的领导同志，涉及宇宙线、天体物     

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．     

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.     

10TeV宇宙线时间变化研究

利用羊八井ASγ二期阵列实验数据,分析研究了10TeV宇宙线时间变化,以10.4σ和9.6σ的显著性发现了10TeV宇宙线流强气象效应修正后的半太阳日和太阳日周期变化,没有发现有恒星日变化.同时发现10TeV宇宙线流强有7天左右周期变化的迹象.     

羊八井50m2RPC实验及初步测试结果

介绍了羊八井50m²电阻板室(RPC)地毯实验的结构、安装和对其性能的初步测试.测试的结果表明RPC完全能够很好地在海拔4300m,气压594mbar的羊八井宇宙线观测站正常地运行.     

羊八井50m2 RPC探测阵列的Monte Carlo模拟

利用MonteCarlo模拟研究了在西藏羊八井进行的 50m2 RPC宇宙线探测阵列实验 .对于实验数据分析给出方位角分布不均匀的结果进行验证和分析 ,得出在尺寸不对称 (8 6× 6 1m2 )的小面积阵列上x和y附近方向重建误差不同 ,从而导致重建方位角分布不均匀 .另外利用模拟数据给出了该阵列的角分辨、能谱响应等     

从乌蒙山到念青唐古拉——百年宇宙线研究的中国故事

百年前,宇宙线的发现曾极大地开阔了人们对宇观和微观世界的眼界,促成了粒子物理学的诞生.新中国成立之初,早年在国外在此领域业已成果卓著的几位前辈,组织起了中国本土第一支宇宙线研究队伍,在云南乌蒙山中建成了中国第一个宇宙线实验室,十年中收获了一系列高水平的实验成果.不幸,此后近20年的磋跎岁月扩大了中国与日新月异的国际新技术之间的差距,中国的宇宙线研究落到了自我边缘化的境地.幸好国家的改革开放政策为奋起直追提供了机会,中国第二代的宇宙线研究者经过种种摸索,选择了高海拔广延大气簇射观测的路线去实现我国宇宙线研究的复兴.20多年的埋头苦干,在海拔4300m的西藏念青唐古拉山脚下建成了一个现代化、国际化的宇宙线实验基地,完成了中国的宇宙线研究从云雾室、手工化向规模化、信息化的历史性转型,并以其特有的低阈能、高事例率、全天候、宽视场优势和国际合作,开展着多项前沿性的科研项目,迎来了丰收的季节.随着国家的日益富强,中国宇宙线研究的年青一代,必将从更高的起点出发,创造出中国宇宙线研究的更大的辉煌.     

羊八井50m2RPC探测阵列的Monte Carlo模拟

利用Monte Carlo模拟研究了在西藏羊八井进行的50m² RPC宇宙线探测阵列实验.对于实验数据分析给出方位角分布不均匀的结果进行验证和分析,得出在尺寸不对称(86×61m²)的小面积阵列上x和y附近方向重建误差不同,从而导致重建方位角分布不均匀.另外利用模拟数据给出了该阵列的角分辨、能谱响应等.