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LHAASO-KM2A阵列对30TeV以上γ射线源的灵敏度估计

作　者: 颜月先
导　师: 崔树旺
学　校: 河北师范大学
专　业: 天体物理
关键词: 宇宙线广延大气簇射灵敏度
分类号: P172.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 16次
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内容摘要

羊八井国际宇宙线观测站坐落于我国西藏高原海拔4300米的羊八井镇,拥有着我国著名的地热能源,青藏铁路从这里穿过,有通讯光缆通过。它宽阔平坦的地势、冬无积雪的气候优势、附近地热发电厂的电力供应、良好的通讯、生活设施,使其成为世界上最理想的高山地面宇宙射线探测基地。坐落在羊八井的ARGO和Asγ实验作为目前甚高能γ天文界上正在运行的宇宙线地面阵列探测实验,拥有着高海拔、良好的后勤支持等优势地位,已经运行了20多年了。由于探测器面积小、不能有效地排除本底事例,该实验在γ射线探测灵敏度上,总是略低于同时期的契伦科夫望远镜,未能充分发挥高海拔观测站在大视场、不间断巡天扫描观测的巨大潜在优势。LHAASO是计划在羊八井建立的一个大型超复合地面粒子探测器阵列,覆盖面积达1平方千米,利用光子、强子引起的簇射中的μ子含量不同,有效地排除本底事例,以期大幅提高灵敏度,改变目前的被动局面。LHAASO的两个子阵列:电子探测器阵列、μ子探测器阵列复合成的阵列称为KM2A阵列。本文基于对LHAASO的前期预研,通过模拟KM2A阵列对30TeV以上的γ源的灵敏度,来估计阵列的性能。本文大体可以分为以下几个部分:第一章介绍了宇宙线的背景知识,包括宇宙线的早期研究、宇宙射线的成分以及能谱、几种探测宇宙线的方法以及宇宙线的研究现状。第二章介绍了LHAASO的基本情况、科学目标以及基础设施。包括目前地面阵列的局限性、建设LHSSAO的必要性、计划建设的基础设施等。第三章介绍了LHAASO对30TeV以上的γ源的灵敏度模拟方法以及模拟结果。包括模拟广延大气簇射使用的CORSIKA软件包、LHAASO-KM2A使用的两种探测器:电子探测器、μ子探测器以及两种探测器阵列的布局、判选条件的选择、阵列的有效面积、角分辨的计算方法及结果、灵敏度的模拟结果、γ/p分辨的方法以及结果,并给出了KM2A的灵敏度曲线。第四章讨论了KM2A对30TeV以上γ源的灵敏度模拟结果,展望了未来LHAASO能对γ天文和宇宙线物理做出的贡献。

全文目录

中文摘要  3-5
英文摘要  5-9
1 引言  9-17
  1.1 宇宙线的概述  9-12
    1.1.1 宇宙线的早期研究  10-11
    1.1.2 宇宙线的基本特征  11-12
  1.2 宇宙线的探测手段  12-15
    1.2.1 直接探测宇宙线  12-13
    1.2.2 探测广延大气簇射  13-15
  1.3 现代宇宙线物理  15-17
2 计划中的LHAASO 项目  17-21
  2.1 LHAASO 项目介绍  17-18
  2.2 LHAASO 的科学目标  18-19
  2.3 LHAASO 的基础设施  19-21
3 KM2A 对30TeV 以上γ源的灵敏度估计  21-35
  3.1 CORSIKA 软件包介绍  21-22
  3.2 KM2A 阵列介绍  22-24
    3.2.1 探测器介绍  22
    3.2.2 KM2A 阵列布局  22-24
  3.3 KM2A 阵列灵敏度的计算  24-35
    3.3.1 判选条件的选择  24-26
    3.3.2 有效面积的计算方法及结果  26
    3.3.3 角分辨的计算方法及结果  26-28
    3.3.4 KM2A 阵列对 γ 源灵敏度的计算方法及结果  28-35
4 讨论与展望  35-37
参考文献  37-41
致谢  41

LHAASO-KM2A阵列对30TeV以上γ射线源的灵敏度估计

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