离轴非球面计算机辅助检测与调整方案

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1、移动式Cherenkov望远镜李银柱刘忠杨睿云南天文台抚仙湖观测基地云南大学物理学院台湾日月潭目录一、项目背景二、宇宙线与契伦科夫探测技术三、Cherenkov望远镜设计四、结论一、项目背景介绍项目名称：大型高海拔空气簇射观测站LHAASOLargeHighAltitudeAirShowerObservatory(LHAASO)科学目标：LHAASO计划的核心科学目标是探索高能宇宙线起源以及相关宇宙演化、高能天体演化和暗物质的研究。具体科学目标：新γ源的发现，主要利用低能区水契伦科夫探测器完成。高能γ源宽范围能谱的精确测量，发现银河宇宙线起源。宇宙线能谱和成份的精确测量。搭建空

2、间和地面宇宙线测量大型设施（TA和Auger）之间的桥梁，完成连续一致的测量。探索银河系暗物质团状结构。广泛开展大气、天文、气象、空间等交叉科学研究。建设地点：原定----西藏羊八井宇宙线观测站现定----终极目标：LHAASO计划的实施将形成有多国参与的名副其实的国际高海拔宇宙线研究中心，成为具有很强的国际竞争力、独具特色和与现有国际三大宇宙线研究中心极好的互补关系的科学研究平台，占据国际领先地位。LHAASO正式合作成员单位：–中国科学院高能物理研究所（总体单位）–云南大学（移动式Cherenkov望远镜）–中国国家气象局–中国科技大学北京大学西藏大学山东大学等–中国科学院

3、大气物理研究所中国科学院空间中心–中国科学院近代物理研究所–中国科学院遗传与发育生物学研究所----建设方案：建设地面粒子阵列和探测器阵列（KM2A）测量在水中产生的Cerenkov光的探测器阵列（WCDA）28台广角Cherenkov望远镜阵列（WFCA）合作引进两台成像大气Cherenkov望远镜（IACT）二、宇宙线与契伦科夫探测技术宇宙射线的能谱宇宙线探测方式：直接探测法——1014eV以下的宇宙射线，探测器需要人造卫星或高空气球运载，以避免大气层吸收宇宙射线。间接探测法——1014eV以上的宇宙射线，由于通量小，必须使用间接测量，分析原始宇宙射线与大气的作用来反推原始

4、宇宙射线的性质。广延大气簇射各种探测技术示意图Cherenkov光辐射：原初宇宙线粒子大气原子核相互作用次级粒子更多次级粒子继续发展…..广延大气簇射Cherenkov光（广延大气簇射中绝大部分是带电粒子，这些带电粒子的速度如果超过空气中的光速时会辐射出Cherenkov光。果我们能够测量到簇射中Cherenkov光，就可以通过测量到Cherenkov光的特征来研究原初粒子的性质.）Cherenkov望远镜探测技术：成像示意图Cherenkov望远镜探测技术：契伦科夫望远镜接收的是高能辐射导致的次级光子。获得的图象反映了簇射产生的切伦科夫辐射的方向、强度在望远镜接收方向上的投影

5、。可以推测出引发簇射的伽玛光子能量与来源。如果多架望远镜组成阵列，可以获取三维立体图象，并最终确定出大气簇射的发生地。技术水平可达到方向的确定误差小于0.1度，簇射位置则精确到10米。Cherenkov望远镜主要有光收集器（如反射镜子）、光电转换放大器（如PMT）和电子学读出系统等组成。国内外发展CANGAROO是伽玛射线天文台澳日合作研究组的缩写，基地建在澳大利亚的伍默拉（Woomera）。1998年，CANGAROO探测到了1012电子伏的伽马射线，有力地支持了X射线的观测结果。CANGAROO已经发展为四架口径为10米的伽马射线望远镜组成的望远镜阵列。CANGARO0II

6、I2004年3月开始运行。惠普契伦科夫望远镜（WHIPPLE）位于美国霍普金斯山，以美国天文学家惠普尔·弗雷德·劳伦斯（Whipple，FredLawrence1906—2004）的名字命名。WHIPPLE由多块反射面拼接而成，直径为10米。HESS（HighEnergyStereoscopicSystem），位于西南非洲那米比亚首都温得和克西南100公里处海拔1800米之处，HESS由4架相同的13米反射镜组成，它们排列在120米见方的地上。通过从略微不同的角度对同一股粒子流进行的合作观测研究，可以提供大气簇射的多重立体影像，重建入射宇宙射线的能量和方向。HESS希望将来能够

7、扩展增加8或12架望远镜。MAGIC（MajorAtmosphericGammaImagingCherenkovtelescope，）位于非洲西北岸外帕玛群岛的加那利（Canary）岛，主镜面直径17米，面积240平方米，可探测的最远距离为80亿光年。17米的镜面用激光自动调整聚焦。MAGIC于2004年正式运作，主要由INFN、PADOVA大学、SIENA大学和UDINE大学的研究人员参加。西藏羊八井：两台Cherenkov望远镜分别位于ARGO-YBJ实验阵列的西测和南测，它们之间的距离