论文摘要
1912年,Hess乘坐热气球,发现了宇宙线,由此拉开了关于宇宙线研究的序幕。而宇宙线的三个基本问题:起源、加速和传播,至今仍然没有明确的定论。位于西藏羊八井宇宙线观测站的ARGO-YBJ实验和ASγ实验,经过长期的运行,都积累了很大统计量的观测数据。本文介绍了联合ARGO-YBJ实验与ASγ实验数据对高能宇宙线大尺度各向异性的研究。综合多家实验的观测结果发现,宇宙线大尺度各向异性随着能量的演化具有明显的变化。在十几个TeV能段,在赤经50°-100°之间,各向异性有一个明显的超出结构,在赤经150°-250°之间,各向异性有一个明显的缺失结构,Nagashima等人将这两个各向异性结构分别称之为“Tail-in”结构和“Loss-cone”结构。当能量升高到50TeV时,“Tail-in”结构逐渐消失不见。有研究推测,“Tail-in”的形成起源于银河系,“Loss-cone”的形成起源于河外星系,因此“Tail-in”结构所对应的能量相对较低,当能量逐渐升高时,“Tail-in”结构消失。各家试验表明,能量在100TeV附近时,各向异性结构的分布会有一个明显的变化,但具体为什么发生如此变化以及具体是如何变化的,还没有一个明确的定论。ARGO-YBJ实验从2006年开始运行,到2013年停止运行,具有全天候、高海拔、宽视场和能阈低等优点,本工作选择的是从2008年到2012年五年的完整数据;ASγ实验从1990年建成至今,积累了大量的有效数据,本工作选择的数据是Tibet-III期阵列,从2000年到2010年十一年间的数据,运行时间长,积累的数据量也更多。本文介绍了联合ARGO-YBJ实验和ASγ实验观测数据对宇宙线对各向异性的分析结果以及讨论:第一章主要是对宇宙线大尺度各向异性的背景进行介绍,包括最新的研究进展。第二章主要介绍了ARGO-YBJ实验和ASγ实验的基本情况以及其探测原理和数据的模拟和筛选。第三章主要介绍了分析宇宙线各向异性的三种研究方法。第四章主要介绍了基于等天顶角的背景估计方法对ARGO-YBJ实验数据以及ASγ实验数据高能部分进行的分析。对能量在100TeV附近的事例进行了细致的研究。之前的研究结果显示,“Tail-in”结构在50TeV时开始消失,在100TeV时各向异性的结构发生了一个明显的变化。而在100TeV附近,由于能量较高,事例数比较少,所以此项工作是分别选择ARGO-YBJ实验和ASγ实验高能部分的事例进行分析,这些事例的中值能量大约为100TeV,联合两个实验的实验数据以此来提高实验数据的统计量。在分析中可以看出,两个实验在100TeV时的分布并不很一致。在将两个实验的事例加起来,共同去观察100TeV的各向异性分布时,可以发现,各向异性的分布与其他实验的结果还是比较一致的,“Tail-in”结构基本已经消失,超出结构与缺失结构的位置已经出现变化的趋势,在右侧的区域已经出现了一个超出结构。但是值得注意的一点是,在赤经30°-100°,赤纬20°-80°的范围内,有一块并不明显的缺失结构,这就说明在缺失结构的位置发生变化的过程中,高纬度部分率先出现缺失结构。最后第五章主要是对本工作的总结,以及对宇宙线各向异性研究未来前景的预期,并且交代了后续的一些工作。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 梁羽佳
导师: 崔树旺
关键词: 大尺度各向异性
来源: 河北师范大学
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 天文学,天文学
单位: 河北师范大学
分类号: P159;P172.4
总页数: 39
文件大小: 3362K
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标签：大尺度各向异性论文;