利用羊八井实验数据研究天体物理爆发现象

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1、西南交通大学硕士学位论文利用羊八井实验数据研究天体物理爆发现象姓名：卢兆信申请学位级别：硕士专业：理论物理指导教师：贾焕玉20070501西南交通大学硕士研究生毕业论文第l页摘要羊八井ARGO实验位于海拔4300m的西藏羊八井镇(北纬30．I1。。东经90．53。)，具有高海拔、全天候优点，可以有效地降低探测阈能。ARGO实验是由单层的气体探测器ResistivePlateChambers(RPC)组成一定的模块结构，基本的模块是由12个RPC组成的Cluster(5．7×7．6m2)。整个阵列由154个Cluster组成，目前为止，中心区

2、域130个Cluster已经安装完成，使探测面积达到5600m'。运行在计数模式下的SingleParticleTechnique(SPT)，对光子的探测阈能达到约IGeV，与传统的EAS阵列相比较，ARGO实验可以将探测阈能降低到IOGeV以上。在如此低的探测阈能下，各种天体物理现象(太阳GLE事件、GRBs)发生时SPT计数都可能存在超出背景的显著性超出。目前为止，根据EGRET卫星探测到的Y暴大都在keV-MeV能区，但对GeV范围以上的Y暴知之甚少，仅探测到三个能量大于IGeV的Y暴，其中有一个光子的能量达到18GeV。在这样的能量

3、区域内，空间探测一直受到低流强的限制，需要大面积的观测。虽然地面契仑可夫望远镜可覆盖到lGev-1TeV，但其视场太小。而传统的地面EAS阵列探测阈能(50TeV)又过高。运用羊八井ARGO实验对SPT多重数n≥1，2，3，4的计数结果，寻找与卫星相符合的Y暴，是本论文的主要内容。自从Swift卫星发射上天开始，伴随Swift，HETE，Integral卫星的空间探测，到2007年4月底，总计有35个Y暴在羊八井ARGO实验的视场内(天顶角0<40。)。太阳宇宙线的研究也是羊八井ARGO实验的任务之一，论文对2005年1月20日发生的一个G

4、LE事件，分别用SPT数据与中子监测器数据作了分析。关键词Y暴：单粒子；显著性；流强上限西南交通大学硕士研究生毕业论文第

5、II页highdutycycleofthedetectormaketheARGO-YBJforeachcluster4lowmultiplicitychannelsareimplementedforeventmultiplicitiesfromlto4．ThesearchofhighemissionfromGRBsstartedwiththefirstGRBdetectionbytheSwiftsatellite，sin

6、ceARGO-YBJexperimentparticipatestotheSwiftFollow—Upprogram．ThesearchistriggeredbythedetectionwithSwift，HErE，Integralsatelliteexperiment．UptoMay31，2007GRBsdetectedbythesesatelliteswerewithintheAR睁YBJfieldofview(0<40。)．ThestudyofsolarcosmicraysisalsothedutyofARGO—YBJ，thethes

7、isanalyzedtheGLEonJanuary20．2005usingtheneutronmonitorandSPTdata．KeywordsYburst：SPT；significance；uplimitflux西南交通大学硕士研究生学位论文第1页第一章引言宇宙线是存在于恒星际、星系际间的超高能的粒子流(运动速度近似为光速)“1。观测表明，初级宇宙线的成分主要是极化了的核子和原子核。在TeV能区附近成分主要是质子约占79％，a粒子(氦核)约占14％，其它重核约占5％01，另外还有1％的电子和不足1％的光子及少量的中微子“。宇宙线为我们提

8、供了太阳系以外物质直接的样品。1．1宇宙线基础1．1．1宇宙线研究简史人们对宇宙线的认识是在19世纪末20世纪初开始的Ⅲ。带电物体电荷慢慢失去、最终消失的现象，首先引起法国物理学家库仑(C．A．deCoulomb)的注意并进行了初步的讨论。从1785年到1791年的六、七年间，库仑集中对电学和磁学中的部分问题进行了实验研究。库仑在静电研究中发现，任何物体带电，即使是绝缘体，电荷都不可能永久保持，总会以某种神秘的方式逐渐跑掉。通过对漏电现象的研究，库仑还发现，存在导体和绝缘体两类物体。通过实验分析，库仑认为，失去的电荷，一部分是通过绝缘体损失

9、的，另一部分则是由飘浮在空气中的灰尘颗粒带走的。事实上，我们现在知道这是宇宙线电离空气造成的。但是，漏电问题并未引起当时其他科学家足够的重视。1。19世纪末，人们从验电器的电荷损