LHAASO-WFCTA标定中的大气模型及相关工作研究

发布时间：2020-10-10 11:37

　　 宇宙线是1912年被发现的,自被发现起,许多研究人员都对其进行了详细的研究,但是到现在仍有很多没有得到解决的问题。为这些问题,高海拔宇宙线观测站应运而生。位于四川省稻城县海拔4400米的高海拔宇宙线观测站(Large High Altitude Air Shower Observatory,LHAASO)是一个大型宇宙线观测阵列,主要的科学目标是宇宙线能谱的测量,以及解决高能宇宙线起源这一世纪难题。广角切伦科夫望远镜阵列(Wide Field-of-view Cherenkov Telescope Array,WFCTA)是LHAASO的三个主要探测器件之一,作用是对从30TeV到若干EeV的宇宙线能谱进行测量。以便解释宇宙线能谱发生变化的现象以及宇宙线起源加速机制。宇宙线在进入地球之前会与大气产生广延大气簇射,并发出切伦科夫光。WFCTA也是基于此原理进行捕捉观测宇宙线的。由于LHAASO站区选址在海拔4300米的稻城县海子山。该地区目前的大气物理数据还没有确切得到,所以需要进行预先模拟。模拟LHAASO站区上空大气深度垂直分布廓线,以此作为WFCTA望远镜标定工作的大气依据。本文针对已有的羊八井观测站大气数据和MSISE90大气模型数据进行比较,发现MSISE90大气模型基本符合高海拔山地气候大气深度变化。因此基于此模型,模拟了LHAASO站区稻城上空的大气深度分布,给出了大气分布垂直廓线变化趋势。根据WFCTA的前置放大电路版,设计测试系统。通过测试系统进行检测,以检测是否满足WFCTA对动态范围、分辨率以及增益稳定性的要求。又研究了满足WFCTA望远镜阵列绝对标定工作的稳定LED电路模块,以进行WFCTA工作过程中的标定。同时本文进行了切伦科夫望远镜镜面的标定工作,设计测试了镜面的透射率。
【学位单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：O572.1
【部分图文】：

图 2.3 地面实验的探测手段[16]。以及水切伦科夫探测器。这些粒子探测器通过光电倍增过光电倍增管接收辐射过来的高能宇宙线粒子流，记录用来鉴别宇宙线粒子的一些基本信息。粒子探测器目前在许多观测站上均有应用。伦科夫探测夫探测[37]就是运用大气切伦科夫望远镜进行探测。具光都在介质中运动，且其介质是透明的，当该带电粒就会产生切伦科夫辐射。由于其辐照角与粒子速度密过测量速度也就是该粒子的速度的探测器，这就是大倍增管一般做为该探测器的探测器件，一起运用。该入地球形成的切伦科夫光。大气切伦科夫光望远镜，的角辨率大[17]，广泛应用于高能物理天文领域。并且

图 2.5 空气中切伦科夫光产生所需辐射角，图片来源于http://www.ihep.cas.cn/kxcb/kpcg/宇宙线观测站（LHAASO）宙线观测站（LHAASO）是国家“十二五”规划期间启动设施项目，该站站址坐落于四川省甘孜州稻城县的海子山 ° ′ ″E），海拔高度约 m，主要目标是对宇宙线进O 的科学目标包括：高能宇宙线起源。全方位全天候的伽马源地毯式搜寻。

西南交通大学硕士研究生学位论文 借鉴了 年美国标准大气模型[30], 其是由一组函数通过返密度、声速、重力、动态和运动粘度，计算在所需的高度上数密度。MSISE 模型在中低高度大气密度计算精确度较高稳定的动态模型。现在 MSISE 模型由 The Community Cooenter (CCMC)[31]这个组织进行维护。分析E 大气密度模型在低纬度区域能够较好的预测大气深度变化示，为 MSISE90 大气模型与 MAP 手册在不同维度下，同一高势。上图为 7 月份的数据，可以看到模型数据与 MAP 手册数较好。
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本文编号：2835132