寻找超高能宇宙线源——西藏广延空气簇射实验

总结了１９９０年６月到１９９３年１０月期间西藏空气簇射阵列的观测结果。寻找了来自于蟹状星云、Ｘ射线双星、脉冲星、活动星系核和其它活动天体的能量为１０ＴｅＶγ射线连续发射，没有发现连续稳定发射的迹象，但给出了每个源的流强上限。在阵列所观测的天区寻找了１０ＴｅＶ的γ暴，结果没有发现能量１０ＴｅＶ的γ暴，最后也给出了发现此种γ暴的上限。应用该阵列，明显地观测到了能量为１０ＴｅＶ的宇宙线流强的太阳和月亮阴影。观测了朝向和远离太阳的行星际空间磁场对宇宙线阴影的影响，这是行星际磁场对阴影位移影响的第一次直接观测。研究并发现在实验期间，太阳阴影的位置每年都在变化。同时观测在此期间，朝向和远离方向的宇宙线阴影的不同变化。另外，应用该实验的数据，给出了所谓的“膝”区的原初宇宙线能谱。

空气簇射轴芯探测器的计算机模拟和实验开发

为了验证10 TeV及以上能区朝前区强子作用模型,我们完成了详细的计算机蒙特卡洛模拟。在计算机蒙卡模拟的基础上,我们设计并开发了空气簇射轴芯探测器(Yangbajing Air shower Core array,YAC),并使其与西藏羊八井ASgamma实验的外围广延大气簇射阵列(Tibet-Ⅲ)成功地联合运行。根据计算机模拟的结果显示,这样的YAC探测器共124台,摆成格子状结构,中间10×10阵列,外围24台,经过3年,我们可观测到10 TeV以上,满足我们要求的高能轴芯事例为5.6×107例。利用(Tibet-Ⅲ+YAC)的联合实验,可记录10 TeV及以上能区的宇宙线空气簇射高能轴芯区所包含的100 GeV以上的电子和光子,测量其数目、横向分布等信息。由于该能区原初宇宙线的成分和能谱已有直接观测的结果,因此,根据YAC观测到的上述参量与计算机模拟结果的比较,我们可以对现有的强子作用模型进行验证。

一种可能的反常空气簇射

在空气簇射实验中，已观测到来自ｘ－射线双脉冲星的超高能和甚高能辐射事例，其中的一些实验，原初辐射显示强子的性质，而不具有光子的性质，这些强子同目前巳知的粒子不符，本文对特征大小约为１０ｆｍ正负电子系统的一些窄的，长寿命的共振态引起反常空气簇射的可能性进行了考察．

羊八井空气簇射轴芯探测器

为了分析研究宇宙线膝区的化学成分,设计建造了羊八井空气簇射轴芯探测器阵列(YAC)。该探测器安装在海拔4 300 m的西藏羊八井宇宙线观测站内,可以与西藏羊八井广延大气簇射阵列做联动混合实验。探测器用闪烁体单元来测量到达探测器的空气簇射轴芯次级粒子,每个闪烁体单元放置在40 cm×50 cm的盒子中,覆盖了3.5 cm厚的铅板。测量的簇射轴芯次级粒子数目范围为1(最小电离粒子)～10~6MIP。第一阶段建造安装了16台探测器,称为"YAC—I",分布在面积为10 m^2的网格里。YAC-I用来检验强子相互作用模型。详细讨论YAC-I的性能。

论述处于不同地理位置上的空气簇射阵列在探索Gamma射线点源方面的学术地位

利用地面空气簇射陈列探寻来自天体点源的能量范围为10^(13)ev的Gamma射线,需要从纬度和海拔高度上考虑选择一个合适的阵址。蒙特卡罗(Monte carlo)模拟显示在合适的纬度下,选择高山阵址观测Gamma射线具有明显的优势。因为同一原初能量的Gamma射线诱导的空气簇射比强子诱导的空气簇射的电子数多,而簇射本身又具有发展和衰亡的过程。如果我们在簇射发展的极盛期观测,则显然提高信噪比和观测精度,因此高山观测是明智的选择。西藏羊八井阵列(4300m,a,s,l)观测处于北半球中赤纬带的点源(如Cygx—3,Herx—1和Crab pulsar等)方面比世界上其它阵列的地理位置优越;玻利维亚的Chacaltaya山(5200m,s,s,l)阵列对于处于南半球的低、中赤纬带的点源的观测比世界上其他阵列的地理位置优越得多,而南极(3300m,a,s,l)除了险恶的气候条件外则是观测SN1987A的最佳位置。

宇宙射綫小空气簇射研究的現狀及展望

1.引言自从Auger等1938年发现宇宙射线空气簇射以来,有关空气簇射的文章发表了很多。使我们对于空气簇射有相当的了解。空气簇射一般说来直径是几公尺或几十公尺不等,也有少数的空气簇射的直径达到几百公尺甚至于几百公尺以上,因为它们很大,所以又叫做大空气簇射。大空气簇射的粒子密度很大,很多大空气簇射每平方公尺有几百个粒子甚至于几千个粒子。它们绝大多数是电子,是电子经过级联过程倍增起来的。

空气簇射切伦科夫光强横向分布测量

在北京怀柔建立了一个旨在研究广延空气簇射切伦科夫光强横向分布及其脉冲时间结构的光学阵列，与怀柔粒子阵联合观测，测量了簇射大小在２×１０＾５－１０＾７粒子范围的切伦科夫强横向分布，该分布在离轴心２０－１５０ｍ范围可表为指函数形式φ（Ｒ）－ｅｘｐ（－ｂＲ／１０＾４），初步结果与最近的一些实验和理论大致相符。

西藏羊八井广延空气簇射阵列性能的Monte Carlo研究

本文用Monte Carlo方法研究西藏羊八井空气簇射阵列性能。确定好事例判选标准.簇射中心定位精度达3.4m.原初粒子到达方向角分辨率好于1.1°.原初粒子能量按lgE_0=lg(0.45∑N_i)±0.226确定,其中E_0(TeV)为初级入射粒子能量,∑N_i为FT探测器上探测到的粒子总数.

空气簇射切伦科夫光观测

用快、慢光电倍增管分别构成两种探测装置,记录了广延空气簇射(EAS)切伦科夫()光的脉冲形状和光强.测量了海平面EAS(能量E_0>5×10^(14)eV)光脉冲的半高全宽(FWHM)分布和光子密度谱.两种光强探测结果的比较表明:由GDB100慢光电倍增管和峰值ADC组成的光强测量系统,对于测定EAS光的光强是一种简单和经济的好方法.

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。

LHAASO观测站中高低压电源模块性能的研究

大型高海拔空气簇射观测站（ LHAASO ）的所有探测器都将在羊八井进行宇宙线探测工作，其工作环境为高海拔（海拔4300 m）、低气压（大气压强0．6 atm）、昼夜温差大（温度-25-40℃）。即便如此，探测器依然要求稳定运行，为了保证光电倍增管的增益变化在5％以内，高压电源模块的温度系数和纹波系数要分别小于0．01％/℃和0．01％。为此，搭建了模拟试验系统，其试验箱中的温度和气压均可控。不同厂家不同型号的电源模块在模拟试验箱中进行了测试，试验结果表明，3个厂家的电源模块均满足要求。

高山乳胶室实验中重叠效应的影响

本文按照郎道效应的电磁级联理论模拟曲线调整轴近似经验公式中的参数，得到理论曲线的参数表达式，利用这个参数表达式分析了宇宙线高山乳胶室实验超高能大气簇射（Ａ－ｊｅｔ）族中重叠（Ｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇ）效应问题研究发现，在修正重叠效应的影响后，Ａ－ｊｅｔ族的ΣＥｒ积分谱在高能端逞下降稍陡的趋势。

基于嵌入式系统的LHAASO WCDA中TCP/IP数据传输接口设计

针对大型高海拔空气簇射观测站水切伦科夫探测器阵列,开展了前端电子学数据传输接口设计。基于实验数据率大、数据可靠性要求高的特点,进行了千兆以太网下的TCP/IP数据传输模块的设计。本文主要介绍了基于FPGA嵌入式系统的TCP/IP数据传输技术在LHAASO WCDA中的应用研究。实验结果表明:此数据传输模块数据率可达237 Mbps,满足应用要求。同时,还对此模块进行了24小时的传输测试,数据传输率保持稳定。

LHAASO水切伦科夫探测器阵列时钟原型系统

介绍了LHAASO WCDA读出电子学时钟原型系统的设计,分析了该时钟系统的设计原理,介绍了测试方法和测试结果。该原型系统基于精简的White Rabbit Project原理设计,主要包括时钟源插件、时钟发送插件和时钟接收模块3部分。对该原型系统的测试结果表明,时钟接收模块上两时钟通道之间的时钟偏差可以调整到<80 ps,时钟抖动<40 ps,可满足LHAASO WCDA读出电子学设计需求。

LHAASO-WFCTA数字电路电源模块设计

为满足大型巡天望远镜中广角大气荧光/切仑科夫光探测器阵列研制的需求,设计了大型复合实验阵列(LHAASO)广角大气荧光/切仑科夫光探测器阵列(WFCTA)数字电路电源模块。模块采用开关电源设计,由电源芯片及外围电子元件构成,为LHAASO-WFCTA数字电路提供高效率、低噪声的电能。性能测试结果表明:该电源模块保障了电子学读出系统分辨率为11%,相对偏差为1.2%,达到设计要求。

基于TKO－CAMAC的羊八井EAS阵列数据采集系统

本义介绍一个基于ＴＫＯ－ＣＡＭＡＣ数据采集系统，该系统采集坐落在西藏羊八井的广延空气簇射阵列数据，它是由ＴＫＯ－ＡＭＡＣ系列插件和ＰＣ－３８６微机组成。除此以外，它还包括一个激光标定检测系统及由原子钟和ＧＰＳ（全球定位系统）组成的定时系统。

用蒙特卡罗模拟方法计算EAS阵列的有效探测面积

本文从EAS横向分布的经验公式NKG结构函数及将平均值由NKG函数给定的Poisson分布用来对探测器实际测量到的粒子数密度进行随机抽样出发,利用蒙特卡罗模拟方法计算了梁王山宇宙线观测站粒子阵列的有效探测面积A_(eff)。由A_(eff)算出的EAS阵列的响应函数与实验观测结果相符合。将本文所得结果用于梁王山宇宙线测站的实验数据的分析,效果良好。

Cosmic—Ray Deficit from the Directions of the moon and the Sun Detected with the Tibet Air Shower Array

本文主要讨论西藏羊八井用来检测太阳与月亮宇宙射线阴影的空气簇射阵列及太阳与地球之间磁场的作用。

基与TKO—CAMAC的羊八井EAS阵数据采集系统

本文介绍一个基于ＴＫＯ－ＣＡＭＡＣ数据采集系统，该系统采集坐落在西西藏羊八角井的广延空气族射阵列数据。它是由ＴＫＯ－ＣＡＭＣ系列插件和ＰＣ－２８６微机组成。除此以外，它还包括一个激光标定检测系统及由原子钟和ＧＰＳ（全球定位系统）组成的定时系统。该系统已在西藏高原上成功地工作了三年了，获取了大量数据。由此获得了引起国际宇宙线界普遍重视的重要结果。

羊八井EAS站激光自动检测系统

羊八井宇宙线观测站具有较高的空间角度辨，平均每秒２０个事例率，北半球最高的地理优势，连续运行三年多，累积数据愈十亿，维持整个系统的正常运行，对于这个条件恶劣，常年连续工作的阵列无疑是非常重要的。该监测系统可以自动时间偏移量，增益及线性进行经常性的监测。