利用广延大气簇射方法测量宇宙线质量以及在LHAASO-WFCTA中的应用

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	利用广延大气簇射方法测量宇宙线质量以及在LHAASO-WFCTA中的应用
其他题名	Measurements of cosmic ray mass using extensive air shower methods and application in LHAASO-WFCTA
	周韦钦
学位类型	硕士
导师	毛基荣
	2024-07-01
学位授予单位	中国科学院大学
学位授予地点	北京
学位专业	天体物理
关键词	宇宙线质量测量 LHAASO实验
摘要	宇宙线自1912年被发现以来，其起源、加速和传播机制一直是有待解决的科学问题。宇宙线源的粒子最大加速能量与该源的尺度和磁场结构及强度有关，其起源可分为银河系内和银河系外两种。目前普遍认为银河系宇宙线主要来自于超新星遗迹，脉冲星及其风云，以及致密双星系统等，而活动星系核可能是河外宇宙线的重要起源之一。目前，对宇宙线的探测实验分为空间实验和地面实验两部分。空间实验可以直接接收宇宙线粒子，测量宇宙线粒子的能量与成分，但宇宙线能谱跨度大，空间实验中的探测器接收面积有限，无法满足对能量范围大于100 TeV的宇宙线积累足够多的观测样本。针对大于100 TeV的宇宙线，必须借助地面探测器阵列探测技术进行探测。高海拔宇宙线观测站（LHAASO）是地面大型复合型宇宙线探测器阵列，它由三个子探测器阵列构成，分别是平方公里簇射粒子探测器阵列（KM2A），水切伦科夫探测阵列（WCDA）和广角切伦科夫望远镜阵列（WFCTA）。通过多种探测手段的联合观测，宇宙线大气簇射中次级粒子的各种物理信息可同时被LHAASO实验的各探测器阵列探测到，实现宇宙线和γ射线的精确观测，有望对解决宇宙线起源和加速之谜作出重要贡献。宇宙线研究是高能物理学和天体物理学研究的重要研究方向。宇宙线成分是宇宙线测量的主要内容之一。宇宙线质量的测量能有效地反映宇宙线成分随能量的变化，是宇宙线能谱测量工作中的一个重要分支，也是探索宇宙线起源中重要的一步。本课题利用蒙特卡罗模拟程序包CORSIKA（COsmic Ray SImulation for KAscade）产生的宇宙线模拟事例，再经LHAASO-WFCTA的探测器响应模拟产生的模拟数据，尝试找出宇宙线质量测量中的关键参数————簇射极大时的大气深度Xmax的重建方法。
其他摘要	Since the discovery of cosmic rays (CRs) in 1912, their origin, acceleration and propagation mechanisms had been scientific issues to be solved. The upper limit of CR acceleration energy is related to the size of the source and the structure and intensity of the magnetic field. The origin of CRs can be divided into two types, intragalactic and extragalactic.It is currently generally believed that galactic CRs mainly come from supernova remnants, pulsar wind nebulae, and compact binary systems.Besides active galactic nuclei (AGNs) may be one of the important origins of extragalactic CRs. CR experiments are divided into two parts at present, space experiments and ground experiments. Space experiments can directly measure the energy and composition of CR particles, but the energy spectrum of CRs with a large span and the limited receiving area of the detectors in space experiments make it impossible to accumulate enough CR samples with an energy range greater than 100 TeV. Ground detector array must be used to detect CRs with energy greater than 100 TeV. The Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO) is a large-scale ground-based composite CR detector array which consists of three sub-detector arrays, called the square meter KiloMeter Array (KM2A), the Water Cherenkov Detector Array (WCDA) and the Wide Field of view Cherenkov Telescope Array (WFCTA). Through the joint observation of multiple detection methods, the information of secondary particles induced by CR extensive air shower (EAS) can be detected by different array of LHAASO. Precise observation of CRs is expected to solve the problem of the origin and acceleration of CRs. CR research is an important research direction in high-energy physics and astrophysics. CR mass is one of the main contents of CR measurement. The measurement of CR mass can effectively reflect the changes in CR composition with energy. It is an important branch of CR energy spectrum measurement and an important step in exploring the origin of CRs. In this work, the CR simulation examples generated by the Monte Carlo simulation package -- CORSIKA (COsmic Ray SImulation for KAscade) are used to find out the reconstruction method of depth of shower maximum (Xmax).
学科领域	天文学
学科门类	理学 ; 理学::天文学
页数	0
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/28029
专题	星系类星体研究组
作者单位	中国科学院云南天文台
第一作者单位	中国科学院云南天文台
推荐引用方式 GB/T 7714	周韦钦. 利用广延大气簇射方法测量宇宙线质量以及在LHAASO-WFCTA中的应用[D]. 北京. 中国科学院大学,2024.

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