甚高能宇宙线大尺度各向异性分析方法研究

发布时间：2020-06-03 21:08

【摘要】： 宇宙射线是来自于宇宙空间的高能粒子流,是获得天体信息最重要渠道之一。宇宙射线的起源、加速及传播是宇宙线物理研究的基本问题。宇宙线中的主要成分是带电粒子,由于带电粒子受到星际磁场的调制等作用使得在高度各项同性的宇宙线事例中存在微弱的各向异性迹象。通过对他们的观测,有助于理解空间磁场环境,从而有助于理解宇宙线的起源和加速等基本问题。 本研究工作的主要方面是分析地面宇宙线EAS阵列实验的特点,利用实验数据开展全天区扫描研究甚高能宇宙线大尺度各项异性的分析方法。由于地面EAS阵列的实验性能和数据特点,人们在研究过程中积累起来多种数据分析方法,由于实验探测的粗放性使得不同数据分析方法给出的略有不同的实验结果往往会被人们所忽略。我们研究的目的就是分析不同数据分析方法到底会给我们的实验结果带来多大的不同。 论文从宇宙线的能谱和甚高能宇宙线的认识入手,简单介绍了探测宇宙线不同能段的应用不同探测手段,并且简要介绍了世界上采用不同探测手段的有代表性的实验。第二章中主要分析了大尺度各向异性各种产生的原因的分析,并且介绍了几个解释宇宙线大尺度各向异性的理论模型,以及以太阳系为代表阐述了太阳磁场影响宇宙线各向异性的原因。第三章详细介绍了等天顶角方法全天区扫描方法的原理和改进,利用蒙特卡洛模拟数据对方法进行了检验,检验结果显示单纯的等天顶角全天区扫描方法,在没有大尺度各向异性的时候给出比较合理的结果,但是大尺度各向异性的存在使得该方法给出的结果中存在“假象”;通过迭代方法的加入使得估计本底更加科学,给出的结果更加可信。最后我们简要分析了不同方法的适用范围和优缺点。
【图文】：

度的高度附近形成极大值（不同能量会有不同）。随后，由于大气对粒子的吸收，强度又随大气密度的增加而逐渐减少。影响地面宇宙线强度的主要因素是大气压力和大气温度。当大气压力和大气温度变动时，大气密度和等压面的高度也相应变动，因而次级粒子产生层的高度和粒子的吸收情况也跟着变化，影响到达地面的粒子强度。要从地面宇宙线强度记录求出初级宇宙线强度的变化，大气因素变化的影响是需要仔细研究的部分。例如对于 μ 介子望远镜来说，由于介子是不稳定粒子，因此大气效应改正应该包括气压、π 介子产生层（气压为 10 帕）的高度和 μ 介子产生层（气压为 10～2×10 帕）的温度变化这 3 项改正。而对于中子堆来说，由于中子比较稳定，，温度系数非常小，只须考虑气压改正。此外，宇宙线在大气中产生的电离，会影响低电离层的电子密度及大气电导率，从而影响大气电场和电流，甚至也可能对天气过程产生影响。

3图 1.2 初级宇宙线全粒子能谱[3]四、生物物理学：由于电离作用次级和初级的宇宙射线能够在生物体内产生一定的辐射剂量。辐射作为进化的诱因的同时，也作为环境因素对生物进化过程中的变异起到定向筛选作用。在早期生物进化中，紫外辐射有两种不同的作用：其促进作用可引发生物体的有性过程，短波辐射所携带的较高能量对光和生物是有利的；其筛选作用使生物通过营厌氧生活躲避辐射或进化出其他能够抵御辐射的机制，如产生色素。关于空间辐射与生物进化的关系已经有很多研究。通常是通过空间搭载模拟空间辐射推动生物进化
【学位授予单位】：河北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：P172.4

【参考文献】

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本文编号：2695401