空气簇射轴芯探测器阵列和邻近宇宙线源的探索
结题报告
批准号:
11078002
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
180.0 万元
负责人:
黄晶
学科分类:
A1503.恒星晚期演化及爆发、致密天体及其相关高能过程
结题年份:
2014
批准年份:
2010
项目状态:
已结题
项目参与者:
丁林恺、朱清棋、沈长铨、姜龙、张颖、杨振、单增罗布、陈天禄、厉海金
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中文摘要
我们曾用西藏羊八井 ASγ阵列测得了10^14到10^17eV的宇宙线全粒子谱.在4X10^15eV 附近,高精度地显现了一个尖锐的膝。初步分析表明,这个鼓包具有太阳系邻近源的能谱特征,亟需进一步的实验证据予以阐明。我们又曾用羊八井大气簇射轴芯探测器EC、BD和ASγ的联合实验,初步测得了5x10^14eV 到10^16eV 的原初质子和氦核的能谱,方法有效,但统计量不够。本项目拟采用已成功使用的研究路径和分析方法,建造124台新型的大气簇射轴芯探测器YAC,构成阵列,和已有的ASγ及在建的MD联合运行三年,率先测得高精度的5x10^13-10^16eV 的原初质子谱和氦核谱,测出它们的膝位置,并率先测量鼓包区宇宙线的成分分布。这两项测量可回答膝区鼓包是否由太阳系邻近的SNR源产生,可判断各成分能谱的拐折是依赖于Z或A或是其它,将对膝区宇宙线天体物理起源作出领先的、重要的贡献。
英文摘要
我们曾利用ASγ实验数据,求得宇宙线全粒子谱,发现在4 PeV 附近高精度地显现了一个尖锐膝,该尖锐膝具有太阳系邻近宇宙线源的能谱特征。为进一步阐明尖锐膝成因,本项目组开发研制了"芯"探测器(YAC),2011年开始在羊八井建成124台YAC阵列(YAC-II:500平方米),和已有的ASγ表面阵列(50000平方米)及新建成的地下Muon 探测器阵列(4500平方米)组成联合运行的复合式阵列,于2014年3月开始联合取数,主要目标是精确测量膝区原初质子谱和氦谱。项目执行期间,我们利用Geant4 完成了3大复合式阵列蒙卡全模拟(4种强子作用模型及3种原初宇宙线成分模型,计12种蒙卡模型组合),详细评估了实验的性能及系统误差,给出所求能谱的总系统误差小于30%的结果。该结果显示 YAC 实验求出的50TeV-10 PeV 原初质子谱和氦谱的系统误差是目前地面阵列实验中最小的,该能谱将可与直接观测实验(如气球,卫星实验 )很好衔接,该论文已在 Astroparticle Physics (2015)上发表。我们还详细评估YAC 阵列实验的灵敏度,发现原初质子,氦的分离精度可达95%,对铁的分离精度达80%,在膝区能量决定精度达 12%,是目前正在运行中最灵敏的研究“膝”区宇宙线成分的实验。该论文已在英国的Journal of Physics 发表,被审稿人推选为 J.Phys 优秀投稿论文,并被邀请撰写关于 YAC 实验的(“LabTalk” news),并在J.Phys 官方网站(http://iopscience.iop.org)作为优秀论文向全世界展示。我们还利用YAC-I实验求出50TeV-1000TeV 的原初质子谱和氦谱,率先发现(P+He)谱的拐折大约在400TeV左右,下一步我们将利用 YAC-II实验以最高精度测得50TeV-10PeV 的原初质子谱,氦谱和铁谱,并判断各单成分能谱的拐折(最大加速能量)是依赖于Z或A或其他,将有望回答尖锐“膝”是否由太阳系邻近源产生等问题。上述结果将对“膝”区宇宙线天体物理起源作出领先的、重要的贡献。本项目执行期项目负责人(黄晶)已连续4次被邀请在国际会议上做大会特邀报告或高亮点报告(见附件)。以上足已证明:本项目(YAC 实验)已在“膝”区宇宙线研究最前沿领域占据了国际领先的地位,是一个非常成功的地面宇宙线实验。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2011
期刊:Astrophysics and Space Sciences Transactions
影响因子:--
作者:M. Amenomori;J.Huang et. al.,;
通讯作者:
Performance of the Tibet hybrid experiment (YAC-II + Tibet-III + MD) to measure the energy spectra of the light primary cosmic rays at energies 50–10,000 TeV
西藏混合实验(YAC-II西藏-III MD)的性能,用于测量能量为50-10,000 TeV的初级宇宙线的能谱
DOI:10.1016/j.astropartphys.2014.12.013
发表时间:2015-06
期刊:Astroparticle Physics
影响因子:3.5
作者:H.Y. Jia;Danzengluobu;M. Ohnishi;M. Takita
通讯作者:M. Takita
Is the large-scale sidereal anisotropy of the galactic cosmic-ray intensity really instable at TeV energies?
银河宇宙射线强度的大尺度恒星各向异性在TeV能量下真的不稳定吗?
DOI:10.1016/j.astropartphys.2012.06.005
发表时间:2012-08
期刊:ASTROPARTICLE PHYSICS
影响因子:3.5
作者:M. Amenomori;J.Huang et. al.,
通讯作者:J.Huang et. al.,
DOI:--
发表时间:2013
期刊:Physical Review Letters
影响因子:8.6
作者:Zhai, L. M.;Zhang, H. M.;Zhang, J. L.;Zhang, X. Y.;Zhang, Y.;Zhang, Yi;Zhang, Ying;Zhaxisangzhu;Zhou, X. X.
通讯作者:Zhou, X. X.
DOI:10.1103/physrevlett.111.011101
发表时间:2013-06
期刊:Physical review letters
影响因子:8.6
作者:M. Amenomori;X. Bi;D. Chen;T. Chen;W. Chen;S. Cui;Danzengluobu;L. Ding;C. Feng;Zhaoyang Feng;Z. Feng;Q. Gou;Y. Guo;K. Hakamada;H. He;Z. He;K. Hibino;N. Hotta;Haibing Hu;H. Hu;J. Huang;H. Jia;L. Jiang;F. Kajino;K. Kasahara;Y. Katayose;C. Kato;K. Kawata;Labaciren;G. Le;A. Li;H. Li;W. Li;C. Liu;J. Liu;M. Liu;H. Lu;X. Meng;K. Mizutani;K. Munakata;H. Nanjo;M. Nishizawa;M. Ohnishi;I. Ohta;H. Onuma;S. Ozawa;X. Qian;X. Qu;T. Saito;T. Saito;M. Sakata;T. Sako;J. Shao;M. Shibata;A. Shiomi;T. Shirai;H. Sugimoto;M. Takita;Y. Tan;N. Tateyama;S. Torii;H. Tsuchiya;S. Udo;Hong Wang;H. Wu;L. Xue;Y. Yamamoto;Z. Yang;S. Yasue;A. Yuan;T. Yuda;L. Zhai;H. Zhang;J. Zhang;X. Zhang;Y. Zhang;Yi. Zhang;Ying Zhang;Zhaxisangzhu;X. Zhou
通讯作者:M. Amenomori;X. Bi;D. Chen;T. Chen;W. Chen;S. Cui;Danzengluobu;L. Ding;C. Feng;Zhaoyang Feng;Z. Feng;Q. Gou;Y. Guo;K. Hakamada;H. He;Z. He;K. Hibino;N. Hotta;Haibing Hu;H. Hu;J. Huang;H. Jia;L. Jiang;F. Kajino;K. Kasahara;Y. Katayose;C. Kato;K. Kawata;Labaciren;G. Le;A. Li;H. Li;W. Li;C. Liu;J. Liu;M. Liu;H. Lu;X. Meng;K. Mizutani;K. Munakata;H. Nanjo;M. Nishizawa;M. Ohnishi;I. Ohta;H. Onuma;S. Ozawa;X. Qian;X. Qu;T. Saito;T. Saito;M. Sakata;T. Sako;J. Shao;M. Shibata;A. Shiomi;T. Shirai;H. Sugimoto;M. Takita;Y. Tan;N. Tateyama;S. Torii;H. Tsuchiya;S. Udo;Hong Wang;H. Wu;L. Xue;Y. Yamamoto;Z. Yang;S. Yasue;A. Yuan;T. Yuda;L. Zhai;H. Zhang;J. Zhang;X. Zhang;Y. Zhang;Yi. Zhang;Ying Zhang;Zhaxisangzhu;X. Zhou
面向南天区高海拔超高能伽马射线天文的试验阵列
  • 批准号:
    12227804
  • 项目类别:
    国家重大科研仪器研制项目
  • 资助金额:
    892.00万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    黄晶
  • 依托单位:
100TeVγ射线源探索和宇宙线成分能谱观测及相关高能天体爆发现象和辐射机制的研究
利用羊八井(YAC+Tibet-III) 数据进行 10TeV 以上能量朝前区强子作用性质的研究
国内基金
海外基金