HADAR实验对Fermi-LAT伽马射线源观测的预期研究

高海拔天体辐射探测(high altitude detection of astronomical radiation,HADAR)实验是一个新型的采用纯水作为介质的大气切伦科夫望远镜实验阵列,其采用大口径半球型透镜来收集大气切伦科夫光,以实现对10 GeV—10 TeV能量段的伽马射线和宇宙线的探测.HADAR具有低阈能、高灵敏度和传统成像大气切伦科夫望远镜所不具备的大视场优势,可以对天区进行连续扫描观测,因此将成为全天伽马源的理想观测仪器和爆发源、时变源的理想搜寻探测器.本文基于Fermi-LAT的最新伽马射线源表,详细研究了HADAR实验对这些源的观测能力.对银河系外的源,将这些源的能谱加入河外背景光吸收效应外推至甚高能段.通过对这些源的显著性进行模拟研究,结果显示HADAR运行一年预期有93个伽马射线源以大于5倍的显著性标准偏差被观测到,其中包括45个银河系内的源,39个银河系外的源,3个未知类型的源和6个未关联类型的源.

颈动脉超声血流参数联合血清ox-LDL、Lp-PLA2水平对AS斑块稳定性的诊断价值

目的探讨颈动脉超声血流参数联合血清氧化低密度脂蛋白(Oxidized Low Density Lipoprotein,ox-LDL)、脂蛋白相关磷酯酶A2(Lipoprotein Associated Phosphoesterase A2,Lp-PLA2)水平诊断粥样硬化斑块稳定性的效能。方法选取104例颈动脉粥样硬化(Carotid Atherosclerosis,CAS)斑块患者为疾病组、95例健康者为对照组;疾病组按斑块稳定性分为稳定组和不稳定组。测定颈动脉超声血流参数、血清ox-LDL和Lp-PLA2浓度。分析疾病组与对照组、稳定组与不稳定组各指标差异。绘制收缩期峰值流速(Peak Systolic Velocity,PSV)、舒张末期流速(End Diastolic Velocity,EDV)、搏动指数(Pulsatility Index,PI)单项及联合诊断CAS不稳定斑块的受试者工作特征(Receiver Operator Characteristic,ROC)曲线,绘制超声参数与血清ox-LDL、Lp-PLA2水平单项及联合诊断CAS不稳定斑块的ROC曲线,分析其对CAS斑块稳定性的诊断效能。结果疾病组PSV、EDV低于对照组(P<0.05),阻力指数(Resistance Index,RI)、PI及血清ox-LDL、Lp-PLA2水平高于对照组(P<0.05)。不稳定组PSV、EDV低于稳定组(P<0.05),PI及血清ox-LDL、Lp-PLA2水平高于稳定组(P<0.05)。PSV、EDV、PI联合诊断不稳定斑块的敏感度和特异性均与单项诊断比较无统计学差异(P>0.05),曲线下面积(Area Under Curve,AUC)高于单项诊断(P<0.05);超声血流参数及血清ox-LDL、Lp-PLA2水平联合诊断不稳定斑块的敏感度和AUC均高于单项诊断(P<0.05),特异性与单项诊断无统计学差异(P>0.05)。结论颈动脉超声血流参数及血清ox-LDL、Lp-PLA2水平联合对CAS不稳定斑块有良好诊断效能。

HADAR实验对活动星系核伽马射线辐射观测的预期研究

HADAR(High Altitude Detection of Astronomical Radiation)是一个基于大气切伦科夫成像技术的地面望远镜阵列,其采用大口径折射式水透镜系统来收集大气切伦科夫光,以实现对10 GeV—10 TeV能量段的伽马射线和宇宙线的探测.HADAR具有低阈能和大视场的优势,因此可以对天区进行连续扫描和观测,在观测活动星系核(Active Galactic Nuclei,AGN)等银河系外伽马射线源方面具有明显优势.本文研究了HADAR实验对AGN的探测能力.基于费米望远镜(Fermi Large Area Telescope,Fermi-LAT)的AGN源能谱信息,将观测能量外推至甚高能能段,同时加入河外背景光的吸收效应,以计算HADAR对AGN源观测的统计显著性.研究结果显示,HADAR运行一年时间,预计将有31个Fermi-LAT AGN源以高于5倍显著性被观测到,其中大部分为蝎虎状天体类型.

Astrometry.net与SCAMP在天测位置定标中的应用研究

为探究Astrometry.net和SCAMP两款软件在天测位置定标时的应用差异以及以不同方式运行软件所得定标效果的差异,分别介绍了两款软件位置定标的原理,以ZTF(Zwicky Transient Facility)的100张巡天图像为测试图像,以Gaia DR2为参考星表,分别以4种不同的定标流程对测试图像进行了位置定标。从计算总耗时、星表匹配情况和坐标均方根(Root Mean Square,RMS)偏差3个方面,比较了不同流程所得定标的结果,同时也与ZTF给出的定标结果进行了对比。结果表明,Astrometry.net能够快速给出粗略的线性定标结果,SCAMP可以快速在前者的基础上直接进行扭曲修正,两者相结合的定标流程平均耗时仅为1 s,所得定标结果的平均赤经赤纬均方根偏差均小于70毫角秒(小于0.1个像素),优于仅使用Astrometry.net所得定标结果。由此可见,搭配使用Astrometry.net和SCAMP可以实现更快速且更准确的天测位置定标,可推广应用到时域天文巡天项目的数据处理上。

在海拔5000米以上地区利用单粒子方法探测γ暴实验构想——基于水切伦科夫技术

目前,对于伽玛射线暴(Gamma Ray Burst,GRB)的探测,地面广延大气簇射实验由于阈能原因,对几十Ge V能区的宇宙线粒子探测无能为力,只有提高实验海拔才能实现更有效的观测。文章描述了在海拔5000m以上地区建造水切伦科夫(WCD)探测器阵列,利用单粒子技术,来实现地面实验多GRB几十Ge V光子的正观测设想,为大规模实验提供预言支持。

面向宇宙线成分和能谱测量的新型ZnS(Ag)闪烁体热中子探测器

对EAS(广延大气簇射)在地面产生的热中子的测量为研究"膝"区原初宇宙线的成分和能量提供了一种新方法。在PRISMA-YBJ阵列取得成功后,2017年3月,在西藏大学(海拔3 650 m)安装了一种新的热中子探测阵列。阵列由16台EN-探测器组成,使用一种新型的掺B2O3的ZnS(Ag)闪烁体,用天然的硼化合物进行热中子捕获。主要用于测量EAS的两种重要成分:强子和电子。本文中,主要介绍探测技术的原理、阵列的部署以及阵列的初步运行结果。

将科学研究融入大学物理教学的探讨--以宇宙射线研究为例

科学研究与教学工作相辅相成,互相促进,文中我们依托宇宙线教育部重点实验室,结合多年来从事大学物理教学工作及西藏宇宙射线实验研究的经验,将大学物理中的粒子作用、光电效应、康普顿散射与宇宙射线科学研究的相关知识进行了融合。虽然目前宇宙射线并未全面进入教育视野,但宇宙射线研究是物理界非常重要的一项课题,为人类认识粒子及宇宙起着非常重要的作用。如果将两者有机融合,既能激发学生学习大学物理的兴趣,为大学物理教学打开新窗口与对接接口,又可以同时宣传宇宙射线知识,使大学本科生了解宇宙射线,为拔尖学生的培养开创新的渠道。

宇宙线大尺度各向异性的分析方法

模拟研究了2种基于等天顶角方法的全天区扫描方法.一种是已经应用于全天区搜寻γ源的传统普通等天顶角方法,一种是基于等天顶角方法的χ2拟合方法.从模拟结果看,二者之间存在着不可忽视的差异,前一种方法在分析存在大尺度各向异性的宇宙线样本时不能正确反映各向异性的真实现象,而后一种方法分析结果能够正确反映真实物理现象,但是由于受到构造χ2方程的限制使得分析全天区宇宙线分布时在时间尺度上受到限制(视实验探测器数据统计量大小而定).最后,对比了这2种方法各自的优缺点.

五千米海拔水切伦科夫探测器防冻研究

在更高海拔(大于5 000 m)开展γ暴的水切伦科夫探测,可以使阈能降至50 Ge V。但海拔5000 m处气候恶劣,水介质防冻是探测器稳定运行的最大难题。为此,在普玛江塘乡开展了小型水探测器实验研究水介质的防冻问题,实验表明采取一定的保温措施,可以使水探测器不结冰。并以傅里叶定律为基础建立了单元探测器的热交换模型,这一模型能很好地描述实验数据,预期了大型水切伦科夫探测器的温度变化曲线。

基于ARGO实验利用等天顶角方法寻源中的方位角修正

在利用等天顶角法全天区搜寻γ源的过程中,做出的天图是非常不均匀的。但是由宇宙线的知识可知宇宙线是各向同性的,而造成天图不均匀的主要原因是方位角分布的不均匀性,需要对方位角进行修正。通过对修正后的显著性的高斯分布的分析可知:在等天顶角方法寻源过程中的方位角修正是成功的,可行的。

宇宙线热中子探测器的科学目标及初步成果

文章介绍了一种新型的宇宙线探测器--热中子探测器,按照核物理理论,它可以从广延大气簇射的强子级联角度来进行宇宙线"膝"区分成分能谱的测量,有望破解宇宙线"膝"区形成机制。为了检验宇宙线热中子探测器在高海拔地区运行稳定情况,并且验证其探测能力,在西藏大学和羊八井宇宙线观测站对该探测器进行预先研究。结果显示,状态良好,运行稳定。同时,该探测器还可以以单粒子模式运行,开展太阳物理和地球物理的相关研究。

西藏高校生物质能学课程教学改革探究

生物质能利用技术,是新时期发展起来的一门新型的新能源技术,我国西藏相对于其他国家和地区对于该技术的发展和应用,具有更加独特的特点和更大的需求。正是在这种大背景下,西藏高校中(如西藏大学)开设了生物质能学课程。就如何提高西藏大学生物质能学教学质量提出了一些意见和建议,以期能为西藏的生物质能利用培养更多更好的人才。

初中物理阅读能力的培养

阅读是从视觉材料中获取信息的过程,是我们生活在社会不可或缺的技能之一,也是我们学习物理,掌握物理的基础,对于初中生来说是培养他们自学能力的有效途径。那么如何才能有效的提高物理教学中学生的阅读能力呢,本文结合实际,广泛收集相关材料,从物理阅读能力培养的理论依据入手,着手现阶段初中物理教学中的现状分析,探讨怎样培养初中物理阅读能力的策略的研究,并给出了自己的结论。

西藏羊八井中日合作ASγ实验进展与前景展望

文章简要介绍了西藏羊八井中日合作ASγ实验及发展历史,重点概述了该实验自1990年稳定运行以来取得的重要成果,对正在进行的实验升级计划进行了较为详细的介绍,展望了升级后的实验在宇宙线和甚高能γ天文领域中的前景。

构建大学物理教学团队,促进大学物理教学

介绍了大学物理教学团队的含义、实践方法,以及其对于大学物理教学所具有的功能和价值.对于大学物理的教学改革而言,是一种新的尝试.

西藏羊八井观测站夜天光监测

夜天光亮度监测对专业天文台是一项重要的、基础性的工作,为天文观测提供重要的参考,同时为衡量现代城市光污染程度评估提供依据.已有研究表明,拉萨及周边地区具有得天独厚的天文观测条件,加之工业化程度低,大气污染较轻,在大气视宁度、大气透明度等指标方面优于中国大部分地区.采用2015年9月在西藏拉萨市羊八井国际宇宙线观测站和西藏大学新校区安装的2台SQM-LE型夜天光监测仪长期监测这2个区域的夜天光背景,初步分析了羊八井观测站1a(2015.12-2016.11)的夜天光监测结果,给出了羊八井观测站晴朗有月夜、晴朗无月夜的夜天光亮度水平,并总结了夜天光亮度的日变化、晴朗无月夜月变化情况.

中意合作西藏羊八井ARGO-YBJ实验成果概览

文章简要介绍了中意合作西藏羊八井ARGO-YBJ宇宙线观测实验的物理目标和探测原理,重点概述了ARGO-YBJ阵列自2007年稳定运行以来在宇宙线实验观测中取得的重要成果,如甚高能γ点源、大尺度各向异性、宇宙线月亮阴影效应和全粒子谱等。

宇宙线“膝区”物理简介及国内观测研究进展

宇宙线发现100年来极大地推动了粒子物理学、天体物理学的发展,然而其起源、加速和传播的问题依然是宇宙线研究的三个根本问题。宇宙线"膝区"物理的研究是解决宇宙线这些基本问题的途径之一。简要回顾了宇宙线研究的历史和能谱特点;重点阐述了宇宙线"膝区"的实验观测数据以及重要实验组测量的差异和争论的焦点;归纳讨论了解释宇宙线"膝区"成因的四种主要理论模型,并结合最新实验数据说明了第四种成因(新物理过程)的可能性不大;叙述了国内研究者对宇宙线"膝区"物理研究的贡献;最后对宇宙线"膝区"物理研究的前景进行了展望。

甚高能γ射线天文观测的利器--成像大气切伦科夫望远镜

地基甚高能(very high energy, VHE)γ射线天文观测成果的取得,很大程度上与成像大气切伦科夫望远镜技术发展密不可分。大气切伦科夫技术概念于20世纪50年代提出,20世纪80年代末和20世纪90年代初取得重要突破,21世纪初逐步发展成熟。立体成像大气切伦科夫望远镜阵列以其良好的角度分辨率、能量分辨能力和优异的γ/p鉴别能力成为地基VHEγ射线天文观测关键探测技术,在现有和计划中的γ射线地基探测中被广泛使用。对成像大气切伦科夫技术发展历史和现状作了概述,包括地基VHEγ射线探测现状、大气切伦科夫望远镜探测原理、技术演进、目前典型的成像大气切伦科夫望远镜阵列、未来发展等内容。

浅谈温差发电

阐述温差发电的原理,以及利用塞贝克效应进行温差发电的半导体温差发电、太阳能温差发电、同位素温差发电及原理不同的海洋温差发电;回顾国内外各类温差发电的研究进展及现状,并指出各类温差发电的应用前景。