高山5500米超高能宇宙线强子特性的研究

利用乳胶室对高山(5500米)宇宙线强子特性进行了研究. 实验给出E_h=2~20TeV能区中强子簇射的微分能量谱指数β=(2.98±0.49), 簇射的垂直流强J(E_h≥3TeV)=(400±50)m)²﹒year﹒sr, 强子在大气中的衰减长度Λ=(104±16)g/cm², 强子和铅的平均核作用长度λ_h=(15.3±3.0)cm, 介子和铅的平均核作用长度λ_m(18.6±4.7)cm, 以及5500米高度的介子流强、核子流强的比例ε=(1.0±0.4).     

超高能宇宙线

宇宙线是以接近于光速在空间穿行的粒子，这些粒子大多是质子，有时是重原子核．在地面探测到的一些宇宙线来源于宇宙里发生的剧烈事件，如超新星爆发．但我们至今仍不知道曾经探测到的自然界中最高能量粒子的来源．     

大天顶角超高能宇宙线μ子能谱

从甘巴拉山乳胶室中选取18个大天顶角(θ≥70°)事例, 对这些事例进行了初步分析. 从而给出μ子在产生能量大于3TeV时的电磁簇射流强与能谱.     

强子-强子核相互作用参数化模型在超高能宇宙线研究中的应用

在混合初级宇宙线成分的假定下,用参数化模型描述强子-强子相互作用过程,模拟超高能宇宙线粒子在大气中的行为,并将模拟计算结果同高山乳胶室的实验数据进行了细致的比较与讨论。同时详细讨论了碎裂区次级粒子平均横动量取值对模拟计算结果的影响。     

强子-强子核相互作用参数化模型在超高能宇宙线研究中的应用

在混合初级宇宙线成分的假定下,用参数化模型描述强子-强子相互作用过程,模拟超高能宇宙线粒子在大气中的行为,并将模拟计算结果同高山乳胶室的实验数据进行了细致的比较与讨论.同时详细讨论了碎裂区次级粒子平均横动量取值对模拟计算结果的影响.     

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。     

高山宇宙线荷电强子流强的负正比

在海拔3220米的实验室里,用磁谱仪动量予选装置和多板云室,对落在0.23m²面积上的单根荷电强子进行了观测.考虑到各种可能的修正以后,得出在10—20 GeV/c之间,荷电强子的负正比为:N^-/N⁺=0.53±0.05.当认为N⁺只包含有P和π⁺,N^-是π^-,而且N_π+/N_π-=1时,推算出N_π-/N_p=0.9±0.1.若π^-积分谱的形式为j（>p）=Kp^-r,估算出在5—20 GeV/c的动量范围,r（?）2.3.本文也对荷电强子的积分流强作了粗略的估计,其结果是:j_⊥^p+π（>12 GeV/c）=（7.4±0.7）×10^-5cm^-2·st^-1·s^-1.     

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.     

宇宙线超高能多核心族事例

本文报道了甘巴拉山乳胶室在核乳胶片上记录的宇宙线超高能多核心族事例KOE19(ΣE_γ≈1530TeV). 分析了事例的族现象特征, 并同其它大族事例进行比较. 把事例中的几个主要核心的特性同加速器和C喷注的实验结果以及TeV能区唯象QCD理论计算结果作了比较, 讨论了TeV能区超高能粒子强相互作用的一些特征.     

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.     

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,而亟待解决的基本问题是利用高山地面实验装置,通过与空间直接测量的相互标定,确定能量标度并传递到能谱截断的极高能区,实现完整、一致、单一和可靠的宇宙线能谱、成分和到达方向各向异性度的测量.     

超高能软强子作用的Chou－Yang模型

用Ｃｈｏｕ－Ｙａｎｇ模型构造了一个用于＝２６ＧｅＶ到２２ＴｅＶ的软强子非单衍相互作用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ产生器．结合大横动量喷注产生过程的ｐＱＣＤ计算和相应的部分子强子化方案，较好地再现了高能区实验的结果．平滑地外推到超高能区，预言了非弹性度随能量下降的趋势．     

超高能软强子作用的Chou–Yang模型

用Chou-Yang模型构造了一个用于s=26GeV到22TeV的软强子非单衍相互作用MonteCarlo产生器.结合大横动量喷注产生过程的pQCD计算和相应的部分子强子化方案,较好地再现了高能区实验的结果.平滑地外推到超高能区,预言了非弹性度随能量下降的趋势.     

宇宙线超高能相互作用的QCD部分子模型产生器

在pQCD的部分子模型和独立碎裂方案的部分子强子化模型基础上,建立了用于超高能宇宙线与空气核相互作用的产生器.通过拟合PP散射和e⁺e^－对撞实验数据来决定产生器中的参数.再现了从s=546GeV到1800GeVpp散射中喷注的产生和从s=14GeV到91GeV e⁺e^－对撞等实验的基本特征,并外推到≤22TeV的超高能区.     

正反重强子对构成的强子分子态能谱

近二十年来,世界上众多高能物理实验发现了大量超出传统夸克模型的共振结构。为了理解 这些性质奇特的共振结构,科学家们提出了很多方法和模型。其中,因为实验上发现的这些奇特态 大多处在一对强子阈值附近,强子分子态的观点得到了很多关注。本文我们将以粲{反粲强子对为例 来探究哪些系统可以形成分子态,进而给出粲{反粲强子分子态的能谱。我们考虑了所有由 S 波粲 介子、粲重子以及窄的 P 波粲介子构成的粲{反粲强子对。我们假定它们之间的相互作用由介子交 换主导,在最低阶近似下可简化为常数。通过求解常数相互作用的 Bethe---Salpeter 方程,我们可以 找到振幅的极点进而确定该系统分子态的质量。最终我们发现,那些通过轻矢量介子交换在阈值附 近产生吸引力的系统,会存在一个靠近阈值的极点。不同的系统,由于其相互作用强度不同,极点 可能会处于能量复平面的第一黎曼面或者第二黎曼面,分别对应于束缚态或者虚态。我们总共发现 了 229 个强子分子态。很多实验上发现的那些位于粲---反粲强子对阈值附近的共振结构可以很好地 与我们的结果吻合。另外,我们需要强调所预言的一个 ΛcΛc  分子态,这个态可以很好地解释北京正负电子谱仪 (BESIII) 上测量的数据。     

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.     

在羊八井设置KASCADE强子量能器研究宇宙线膝区成分

预期在高海拔测量宇宙线空气簇射（AS）轴心中的高能强子成分能提供对宇宙线膝区成分灵敏的一些新的AS观测量。 假定在羊八井ARGO阵列的中央设置一台类似于KASCADE所使用的强子量能器, 记录AS轴心区的高能强子, 模拟计算分析表明, 采用适当的事例选择条件, 能在有效运行1—2 a的观测数据中, 选出有合理大小的、 初能在膝区的、 由AS轴心区高能强子组成的事例样本, 并给出对膝区成分灵敏的许多新观测量的分布。 It is shown that measuring the high energy hadrons in air shower cores at high altitudes (like Yangbajing) can provide some new observables which are sensitive to the cosmic ray composition at the knee region. Assuming a hadron calorimeter (like KASCADE calorimeter) is set up at the center of ARGO array, the event selection conditions are studied for that the primary energies of the selected events range just around the knee. The sample has a reasonable size for 1—2 years’ exposure and a number of observables are shown to be sensitive to the composition.     

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.     

高海拔宇宙线观测站开启“超高能伽马天文学”时代

从古至今,人类对宇宙星空的向往就从未中断,它激发了人类无尽的遐想与不断探索未知的欲望。当我们仰望星空,人类对宇宙的无尽联想与探索就开始了。