利用羊八井实验数据研究天体物理爆发现象

利用羊八井实验数据研究天体物理爆发现象

论文摘要

羊八井ARGO实验位于海拔4300m的西藏羊八井镇(北纬30.11°,东经90.53°),具有高海拔、全天候优点,可以有效地降低探测阈能。ARGO实验是由单层的气体探测器Resistive Plate Chambers(RPC)组成一定的模块结构,基本的模块是由12个RPC组成的Cluster(5.7×7.6m2)。整个阵列由154个Cluster组成,目前为止,中心区域130个Cluster已经安装完成,使探测面积达到5600m2。运行在计数模式下的Single Particle Technique(SPT),对光子的探测阈能达到约1GeV,与传统的EAS阵列相比较,ARGO实验可以将探测阈能降低到10GeV以上。在如此低的探测阂能下,各种天体物理现象(太阳GLE事件、GRBs)发生时SPT计数都可能存在超出背景的显著性超出。目前为止,根据EGRET卫星探测到的γ暴大都在keV-MeV能区,但对GeV范围以上的γ暴知之甚少,仅探测到三个能量大于1GeV的γ暴,其中有一个光子的能量达到18GeV。在这样的能量区域内,空间探测一直受到低流强的限制,需要大面积的观测。虽然地面契仑可夫望远镜可覆盖到1GeV-1TeV,但其视场太小。而传统的地面EAS阵列探测阈能(50TeV)又过高。运用羊八井ARGO实验对SPT多重数n≥1,2,3,4的计数结果,寻找与卫星相符合的γ暴,是本论文的主要内容。自从Swift卫星发射上天开始,伴随Swift,HETE,Integral卫星的空间探测,到2007年4月底,总计有35个γ暴在羊八井ARGO实验的视场内(天顶角θ<40°)。太阳宇宙线的研究也是羊八井ARGO实验的任务之一,论文对2005年1月20日发生的一个GLE事件,分别用SPT数据与中子监测器数据作了分析。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 引言
  • 1.1 宇宙线基础
  • 1.1.1 宇宙线研究简史
  • 1.1.2 宇宙线的起源和组成
  • 1.1.3 宇宙线的能谱
  • 1.1.4 宇宙线的加速过程和传播
  • 1.2 广延大气簇射
  • 1.2.1 强子级联簇射
  • 1.2.2 电磁级联簇射
  • 1.2.3 EAS的特点
  • 1.2.4 EAS的探测方法
  • 1.3 论文的主要工作
  • 第二章 γ射线暴
  • 2.1 γ暴的主要观测特征
  • 2.2 相对论火球模型
  • 2.3 γ暴的能源机制
  • 2.4 γ暴的探测
  • 2.4.1 空间探测
  • 2.4.2 地面探测
  • 第三章 羊八井 ARGO实验
  • 3.1 ARGO实验
  • 3.2 RPC探测器
  • 3.3 数据获取系统
  • 第四章 利用 ARGO-SPT数据寻找γ暴
  • 4.1 天球坐标系及天顶角的计算
  • 4.2 寻找的方法
  • 4.3 寻找的结果
  • 4.4 流强上限的估计
  • 第五章 2005年1月20日的 GLE事件
  • 5.1 事件描述
  • 5.2 用 SPT数据分析
  • 5.3 用 NM数据分析
  • 第六章 RPC探测器的测试与高噪声分析
  • 6.1 RPC测试
  • 6.2 RPC动态测试数据分析
  • 6.3 RPC高噪声原因分析
  • 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表论文
  • 相关论文文献

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