利用羊八井ARGO实验研究宇宙线大尺度各向异性

发布时间：2020-07-05 08:41

【摘要】： 羊八井国际宇宙线观测站位于我国西藏拉萨市当雄县海拔4300m的羊八井镇,它运用广延大气簇射(EAS)粒子探测技术研究甚高能宇宙射线。凭借其高海拔、低阈能、宽视场、全天候的特点,到目前获得了大量的观测数据,为我们进行宇宙线大尺度各向异性的研究打下了坚实的基础。本论文的主要工作是:利用中意合作ARGO实验对宇宙线的大尺度各向异性进行研究。 由于受到银河系磁场调制的影响,我们观测到的宇宙线是非常接近各向同性的,宇宙线的各向异性度仅在千分之一的量级,对于如此微弱的宇宙线各向异性的研究,需要大量的统计观测数据和优良的分析方法。ARGO实验自2006年7月以来已经运行了两年多的时间,为我们研究宇宙线各向异性提供了很好的数据样本。在分析方法上,我们沿用了基于等天顶角方法的x~2拟合方法进行全天区扫描,这种方法已经用于分析ASγ实验数据,并取得了重大成果。 在扫描得出的恒星时各向异性天图上,我们观测到了已知的“Tail-in”和“Loss-cone”结构,并且与羊八井ASγ实验的结果相吻合,我们还研究了各向异性对能量的依赖,发现随着能量的增高,“Tail-in”和“Loss-cone”结构有逐渐淡化的趋势。 本论文主要由以下几部分组成: 第一章介绍了宇宙线的研究历史和基本特征与宇宙线各向异性的基本知识,包括:各向异性的运动学效应—Compton-Getting效应、恒星时各向异性的“Tail-in”和“Loss-cone”结构、低能粒子的共转引起的太阳时各向异性等; 第二章介绍了宇宙线的探测方法和羊八井宇宙线观测站,其中主要介绍了中意合作ARGO实验探测器的布局、数据结构、数据样本; 第三章详尽的介绍了基于等天顶角方法的x~2拟合方法的原理和分析思路,并用MC模拟对其进行了检验。在数据分析中,分析了天顶角依赖的方位角分布不均匀性和经天顶角依赖的方位角修正之后出现的一种小角度的不均匀性。对经过修正后的数据进行了全天区扫描,给出了大尺度各向异性的分布,并研究了它对能量的依赖; 第四章对本文工作进行了总结,预测了中意ARGO实验阵列为我们进行宇宙线研究的前景。并展望了计划中的LASSHO实验对宇宙线研究所带来的机遇。
【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
【图文】：

和O与星际介质核作用的产物，后者是由Fe的次级产物。LL3宇宙线的能谱人们用不同的探测手段探测了各个能量段的宇宙线能谱，图1.2是宇宙线的能谱图，这是人们研究宇宙线以来的最伟大的发现。为了更清楚的看清它的结构对它的微分流强乘以护以使我们可以更清楚的看清它的结构，发现能量约 4X10lseV的位置，能谱出现

图1.4太阳绕银河系中心旋转的图像[18]效应。但是这个观测能段的宇宙线粒子会受到银河系磁场和太阳系磁场两种磁场的调制，所以ComPton一Getting的解释也不十分恰当，但compton一Getting效应对于宇宙线各向异性还是十分有影响的。事实上，中日ASY实验也就是根据在高能段，排除掉其它各向异性的现象，没有观测到Compton-Getting效应所造成的恒星时各向异性而得出高能粒子随太阳系一起绕银河系中心旋转的结论的。同样对于地球绕太阳的公转，由于compton一Getting效应的影响，也造成太阳时的各向异性。这种各向异性中日ASY实验已经给出了精细的测量。1.2.2低能粒子随太阳共转Forman和Gleesonllg]根据能量低于Gev的宇宙线粒子主要受到太阳系磁场的调制发展了Parker[20早’]提出的输运方程，提出宇宙线是和地球一起以27天为周期绕太阳共转的，就像与地球“赛跑”，由于这种现象的存在，就会造成在太阳时18点时由于宇宙线粒子正对地球运动，而观测到较多的粒子，在太阳时6点时宇宙线粒子背对地球运动，

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本文编号：2742379