利用羊八井asγ实验研究宇宙线时间变化

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1、西南交通大学硕士学位论文利用羊八井ASγ实验研究宇宙线时间变化姓名：杜一帅申请学位级别：硕士专业：理论物理指导教师：贾焕玉20060501西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要宇宙线强度随时间的变化、时间变化的起源和与天体物理因素的联系是宇宙线物理、地球物理和天体物理学科中最复杂的问题之一，具有重要的物理意义。通过研究宇宙线变化可以帮助我们了解宇宙线起源及传播区域的有关信息。由于甚高能宇宙线的低流强，一直以来甚高能以上能量宇宙线时间变化的研究缺乏统计意义。羊八井宇宙线观测站TibetAsY阵列是世界著名的广延大气簇射探测阵列，海拔高

2、度处于超高能宇宙线空气簇射发展极大附近，使在该处探测的簇射粒子密度高，阵列的观测阂能低，宇宙线事例触发率高，并已稳定运行了十几年，积累了大量的宇宙线触发率数据，特别适合研究甚高能宇宙线的时间变化。羊八井AsY实验还自动连续采集气象参量，记录了大气压力、室内外温度、探测器温度等参数。我们可以对Asy阵列记录的宇宙线触发率数据进行气象修正，研究宇宙线大气影响以外的变化。本论文收集整理了TibetAsY阵列1994—2004年间记录的宇宙线触发率数据，发现这段时间的宇宙线触发率存在明显的年周期变化。论文还对1994—2004年间的气象数据进

3、行了整理分析，气压、室内温度、室外温度与宇宙线触发率有着相似的年变化，存在较强关联；之后对宇宙线触发率进行了多元气象参量修正，修正后的宇宙线触发率不再有明显的年变化。对气象修正后的宇宙线触发率进行db9小波分解，小波分解第2层的统计结果显示：宇宙线周期变化中4日周期和6日周期较多，其次是5_日、7日和8日周期。宇宙线的恒星日变化紧密联系于宇宙线的起源、传播空间的性质，以及宇宙线加速机制等宇宙线物理中最基本的重大问题。论文利用传统的统计折叠法对模拟宇宙线信号进行了恒星日周期(0．997d)与太阳日(1．0d)周期的区分。研究结果显示：数

4、据记录点间的时间间隔对提取信号的周期影响不大，通过分析周期图和位相图，要将信号中隐蔽在较强的1．Od周期下的O．997d周期提取出来，至少需要3年的数据，由周期图确定信号中的周期，至少需要7．6年的数据。羊八井ASY实验积累了长达10年的宇宙线触发率数据，已达到了区分恒星日周期的理论要求。论文对这部分数据进行气象修正后，对宇宙线的短周期情况进行分析研究。发现了宇宙线中的1．Od周期，其信嗓比为46．3，变化幅度约为O．48，最大值处的相位约为O．82(19．7h)；没有发现0．997d西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页周期。本论文

5、第一次利用羊八井AsY实验1994—2004共10年的宇宙线触发率数据分析宇宙线的周期，具有重要的实际意义。关键词：宇宙线；广延空气簇射；时间变化；数据处理西南交通大学硕士研究生学位论文第ⅡI页AbstractThetimeVariationofthecosmicraynuxisoneofcrucialprOblems1ntllefieldofcosmicrayphysics，solargeophysicsandastrophysics，etc．TheorigiⅡ，propagationandmOcIulatiOnofcosmicra

6、ycanbestudiedthroughitsVariatiOn．However，itlackedsignificaIlce0fstatisticaltostudythetimevariationofthecosmicray州thevenhi曲e丑efgybefore，becausetbeco锄jcrayfluxwjtheVenhighenergyisverylow．ThedevelopmentofEASwithultrahighenergyTeachesaboutitsmaximumatthealtitudeoftheYan曲aji

7、ngcosmicRayObservatioⅡstationTibetASTarraywherethcdensityofshowerpartidesish培h，thethresholdenergyislow，andthetriggerrateishigh．TibetAS丫aⅡaybasbee丑nlⅡ丑ingformorethantenyears，andtllefeislargenumbersofdata．Therefore，itispropitioustostudythetimevariationofcosmicraywithevenh

8、ighenergy．TibetAS丫arrayalsorecordssomemeteor0109icalpar锄eters，suchasatmosphericpressure，temperatureoftheAScont