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利用ARGO-YBJ实验和ASγ实验研究宇宙线大尺度各向异性

作　者: 李桃丽
导　师: 崔树旺; 张毅
学　校: 河北师范大学
专　业: 天体物理
关键词: 宇宙线各向异性等天顶角方法
分类号: P172.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

由于银河系磁场的调制，观测到的宇宙线非常接近各向同性。而在TeV能区，各向异性的最大振幅大约有0.1%，对于如此微弱的各向异性，需要长时间稳定的观测和精确的分析方法。本文介绍了一种分析大尺度各向异性的基于等天顶角的χ2迭代方法，该方法的内容包括：等天顶角假设、本底估计、χ2公式构造和最小化。同时，通过蒙特卡洛检验验证了该方法分析大尺度各向异性的可靠性。本文主要工作利用ARGO实验和ASγ实验数据分析大尺度各向异性。2008年和2009年的恒星时大尺度各向异性的结果，明显的看到了”tail-in”和”loss-cone”两个结构。并且，在0.9TeV到23.6TeV这7个能段范围上观测到了恒星时各向异性振幅随着能量先上升后下降的趋势。在以月份为单位分析中，每个月份仍可得到完整清晰的大尺度各向异性二维图像，在以季节为单位的分析中，四个季节的一维分布相位基本保持一致，夏季的振幅略微大于其他三个季节，在10°-50°平均划分的四条赤纬带的分析中，发现各向异性在四条赤纬带上相位基本保持一致的，而振幅从南到北有明显变小的趋势。ASγ实验在300TeV在恒星时周期里观测到在赤经275°的区域有一个超出的区域，在赤经175°之前的天区，则有大片分散的缺失区域，而在太阳时周期内仍可看到CG效应的趋势。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
第一章宇宙线及其各向异性  8-19
  1.1 什么是宇宙线  8-12
    1.1.1 宇宙线的发现  8
    1.1.2 宇宙线的能谱和成分  8-10
    1.1.3 宇宙线的起源、加速和传播  10-12
  1.2 宇宙线的探测  12-14
    1.2.1 直接探测  12-13
    1.2.2 间接探测  13-14
  1.3 宇宙线的大尺度各向异性  14-19
    1.3.1 Compton-Getting效应  15-17
    1.3.2 恒星时各向异性  17-19
第二章羊八井宇宙线观测站  19-29
  2.1 广延大气簇射  19-22
    2.1.1 电磁级联簇射和强子簇射  19-21
    2.1.2 广延大气簇射发展过程和分布特征  21-22
  2.2 羊八井观测站的概况  22
  2.3 中日ASγ实验  22-24
    2.3.1 ASγ实验的阵列发展  23-24
  2.4 中意ARGO实验  24-29
    2.4.1 ARGO实验探测器布局  24-26
    2.4.2 ARGO实验数据的稳定性  26-29
第三章宇宙线大尺度各向异性的分析方法  29-39
  3.1 基于等天顶角的全天区扫描方法  29-30
    3.1.1 等天顶角假设  29-30
  3.2 χ2公式的构造  30-33
    3.2.1 χ2公式的最小化  31-32
    3.2.2 方位角修正  32-33
  3.3 对χ2拟合方法的检验  33-35
    3.3.1 产生数据样本及对样本的分析处理  33-34
    3.3.2 检验结果的分析  34-35
  3.4 误差分析  35-39
    3.4.1 统计误差的计算  35-36
    3.4.2 χ2拟合方法引入的系统误差  36-39
第四章宇宙线大尺度各向异性的实验观测结果  39-53
  4.1 ARGO实验观测到的各向异性  39-49
    4.1.1 恒星时各向异性随能量的变化  39-42
    4.1.2 恒星时各向异性随时间及赤纬的变化  42-45
    4.1.3 太阳时各向异性  45-47
    4.1.4 关于反恒星时和扩展恒星时的讨论  47-49
  4.2 ASγ实验在300TeV观测到的各向异性  49-53
    4.2.1 300TeV的恒星时和太阳时各向异性  49-51
    4.2.2 关于反恒星时和扩展恒星时的讨论  51-53
第五章总结和展望  53-55
参考文献  55-58
致谢  58

利用ARGO-YBJ实验和ASγ实验研究宇宙线大尺度各向异性

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