高能中微子起源的研究

发布时间：2017-12-11 12:23

  本文关键词：高能中微子起源的研究

  更多相关文章： 中微子 伽马射线 宇宙线

【摘要】：中微子是一种弱相互作用粒子。高能中微子主要由高能宇宙线与气体或光子反应所产生,因此对于高能中微子的探测和研究将有助于我们认识宇宙线的起源。2013年,IceCube中微子天文台首次发现来自地外,能量高达10¨电子伏特的高能中微子。自此,关于高能中微子的起源一直是高能天体物理及相关领域的热点问题。IceCube中微子天文台对于高能中微子的流量,成分,空间分布,与各类天体的相关性进行了系统详尽的观测分析,极大的推动了中微子天文学,宇宙线以及对相关天体的研究进展。然而,由于高能中微子事件数量仍然较少,直接观测天体产生的中微子难度很大。但是高能中微子的产生过程中必然伴随有高能伽玛光子的产生,而Fermi等伽马射线探测器在这方面有着丰富的观测数据,因此我们利用伽玛射线数据并结合中微子的观测结果,对高能中微子的起源天体的性质进行了研究。本论文第一章简要介绍了相关的背景知识,包括中微子探测器的观测原理,最新的观测结果,对于中微子来源和成分的相关理论研究。在第二章中,我们研究了在星暴星系模型中高能中微子辐射伴随产生的弥漫伽玛背景辐射的强度。我们发现当考虑高能伽玛光子被星系内部光子吸收和再辐射的过程,可以解决中微子伴随的伽玛背景辐射流量过大的困难。在第三章中,我们讨论了恒星形成星系中产生的高能宇宙线作为高能中微子起源的可能性,详细考虑了恒星形成星系的红外光度函数和真实的星系内部物理参数,解释了IceCube观测结果。在第四章,我们研究了宇宙TeV伽马辐射背景辐射对于高能中微子源的距离和密度随红移演化性质的限制,发现大约80%以上的高能中微子源应位于红移Z0.5的距离,而且中微子源的密度随红移的演化不能慢于宇宙恒星形成率的演化。在最后一章,我们对本篇论文的结果进行了总结和讨论,并给出了一些后续的研究方向。
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P141.8

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本文编号：1278454