利用羊八井二期%2f加密阵列数据搜寻vheγ射线点源

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1、山东大学博士学位论文利用羊八井二期/加密阵列数据搜寻VHEγ射线点源姓名：薛良申请学位级别：博士专业：粒子物理指导教师：张乃健2000.5.1，E～i1{‘致谢致谢Acknowledgements本论文是在张乃健教授的悉心指导下完成的．张老师以他对学科前沿的深刻理解和深邃的洞察力将学生带入了多彩多姿的研究领域．三年来，张老师对我的学业和研究作了精心的安排，并在具体工作中给予耐心、细致的指导，在生活上也给予了无微不至的关怀和帮助．张老师勤勉不倦的工作作风、严谨的治学态度和真诚的为人风范永远是我学习的榜样．在此，谨向张老师表示衷心的感谢．王承瑞教授，何瑁教授、曹培园教授、李金玉教授、张学尧教授

2、和李婕老师对我的学习、生活和论文工作都给予了多方面的关心、指导和帮助，在此表示衷心的感谢．傅宇博士、戴志强博士、冯存峰博士和孔繁敏博士在许多方面都提供了大量的帮助，一并表示感谢．感谢王永刚、季晓斌和王文锋等同学有益的讨论和热情的帮助．衷心地感谢中科院高能物理研究所的谭有恒教授、张春生教授在研究工作中给予的指导和帮助．高能所的张吉龙博士、许贤武博士和彭朝然博士对本工作提供了大量的支持和帮助，一并表示感谢．感谢TibetAsY实验合作组所有成员对本工作的支持和帮助．感谢所有关心和帮助过我的老师、同学和朋友们!博士学位论文：利用羊八井二期／加密阵列数据搜寻VHE丫射线源摘要利用羊八井二期／加密阵

3、列数据搜寻Ⅵ也1，射线点源3

4、(宇宙线的起源问题是宇宙线物理和高能天体物理的基本问题。经L过多年的研究，目前对这个问题仍处于探索阶段。由于宇宙线粒子大多是荷电粒予，在星际磁场的偏转下，到达地球的能量低于10”ev的宇宙线粒子不能显示其源方向：而Y光子在传播过程中不受空间磁场的偏转，能提供源的方向及其物理特性等重要信息，所以长期以来人们是通过观测来自宇宙空间的Y射线来进行“源”的探索。空气簇射阵列是Y射线天文学研究中的一种重要探测器，它具有探测视角宽、能量分辨率好、有效观测时间长和不易受环境因素变化等特点。但是由于其不能有效地将Y信号从巨大的强子背景中区分出来，所以，十几年来，空气簇射阵列在

5、寻找高能河内、河外源和y暴方面并没有取得预想的结果。中日合作的羊八井AsY实验的开展为利用传统阵列寻找高能T点源的工作带来了新的希望。首先，羊八井海拔高的优势大大降低了阵列的阈能，特别是TibetHD阵列，其阈能低达3Tev，这已与一般大气che陀nkov望远镜实验的工作能区相重叠。阈能的降低大大提高了阵列的事例触发率，增大了数据统计量。其次，羊八井的海拔高度正处在10‘4_10”ev能区原初宇宙线粒子引起的簇射发展的极大附近，阵列的探测效率高，拟合得到的簇射大小(N。)涨落小。另外，月亮阴影的成功观测表明了阵列拥有良好的角分辨率(一1。)。因此，利博士学位论文：利用羊八井二期／加密阵列数

6、据搜寻VHE俺线源4摘要用羊八井EAs阵列进行寻找高能Y点源的工作是极有希望的i7，本文第一章对高能Y射线天文学的历史和现状作了简要韵介绍。，＼在卫星实验方面，cGRo的升空在高能T天文学领域取得一个又一个的成功。到目前为止，它以高显著性记录到了上百个高能Y射线源和2000多个Y暴。在地面实验方面，whipple和cangaroo等实验组利用大气Cheretlkov成象技术取得了巨大的成功。它们已经观测到了包括Crab、Mrk42l和Mrl(501在内的11个甚高能河内、河外源。、．第二章简要介绍了羊八井AsT实验的探测器的结构和工作原理，以及实验的数据获取系统的组成和工作原理，讨论了离线

7、数据的重建方法。‘厂第三章讨论了寻找高能Y点源的方法。降天顶角方法是目前最普＼遍使用的背景估计方法。根据向源事例数和背源事例数，利用目前Y射线天文学中普遍使用的Li—Ma方法可以计算出来自点源方向的丫射线信号的显著性。在信号显著性比较低的情况下，我们可以估计出来自每个侯选源的Y射线流强上限。首先，根据向源事例数和背源事例数估计出来自点源的一定置信水平的信号上限数，然后再通过Montecarlo模拟得到阵列对每个侯选源的探测效率和有效面积，进而求出来自每个侯选源的相应置信水平下的Y射线流强上限。一在第四章中，利用TibetII和TibetHD阵列数据对赤纬处于．100_一700范围内的65个

8、超新星遗迹(SNR)和35个活动星系核(A(甜)，进行了分析，给出了它们的L卜Ma显著性和流强上限(流强)。i利用LTibetHD阵列数据的分析结果显示，来自Crab的3Tev以上的v射线信号显著性为6．420。已经达到了被确认为源的标准；Mrk50l在1997年高态耀斑期的信号显著性为3．25a，这表明了羊八井ASY阵列的灵博士学位论文：利用羊八井二期／加密阵列数据搜寻V腿谢线；暮●摘要5敏度已经接近探测到一些发射强烈