硕士论文-芯探测器和50-800TeV宇宙线(P+He)能谱的研究

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题名	硕士论文-芯探测器和50-800TeV宇宙线(P+He)能谱的研究
作者	杨振
学位类别	硕士
答辩日期	2011
授予单位	中国科学院研究生院
授予地点	北京
导师	黄晶
关键词	“膝区” 宇宙线芯探测器
学位专业	粒子物理与原子核物理
中文摘要	本论文包含两部分相互独立的工作：(1)芯探测器的开发，（2）50-800TeV宇宙线(P+He)能谱的研究。; 目前，对于宇宙线“膝”的成因仍然是一个未解之谜，而要解开这个谜底，精确地测出“膝”区宇宙线的单成分能谱是非常关键的，由此，我们开发研制出了空气簇射轴芯探测器（Yangbajing Air shower Core detector，简称YAC）。2009年4月1日开始，我们在西藏羊八井成功安装第一期芯探测器实验（YAC-I，16台），并使其与ASgamma外围的广延大气簇射阵列（Tibet-III）进行联合实验，稳定运行近一年。YAC 探测器可以测量空气簇射轴芯区的一些特征量，而这些特征量携带了大量原初宇宙线核种的信息，因此可以根据这些信息进行原初宇宙线核种的辨别。另外，通过 Tibet-III 可以求得原初宇宙线的能量以及方向，因此，利用(Tibet-III+YAC)的联合实验，可以求得“膝”区原初宇宙线的单成分能谱。本论文较详细的描述了YAC-I的原始实验数据重建和离线标定的方法，在此基础上，本论文把YAC-I的实验数据与模拟进行了比较，发现实验与模拟在误差范围内较一致，说明我们的YAC-I的设计是成功的，硬件技术基本成熟。; 本论文的另一部分工作是，利用(Tibet-III+YAC-I)的联合实验，对50-800TeV的（P+He）能谱展开研究。由于能量小于1014eV 的原初宇宙线成分和能谱，可以通过卫星、飞船等航天器或高空气球搭载粒子探测器在高空直接测量大气层外的原初宇宙线，即所谓的直接测量。但是由于卫星等所搭载的探测器面积有限，导致统计量很小，误差很大。对于原初宇宙线的质子谱，各家研究组所观测的结果基本一致，但He谱却在1TeV开始出现较大差异，在1TeV以后He能谱究竟是怎样的走势，需要更多的实验给出进一步的支持和验证。本论文完成了详细的YAC-I的计算机模拟，并获取了高能轴芯事例的一些特征物理参量，并使用了神经元网络（ANN）来鉴别原初宇宙线的核种，发现利用这些物理参量，鉴别(P+He) 与其他何种，鉴别精度可达94%。因此，证明利用（Tibet-III+YAC）的联合实验，可以求得(P+He) 能谱，该实验方法是切实可行的。只是目前 YAC-I 实验数据统计尚不足以求出（P+He）能谱。上述的原始实验数据的重建方法、离线标定方法、计算机模拟以及求原初宇宙线成分能谱的方法等将被用于我们第二期芯探测器实验（YAC-II）。
语种	中文
学科主题	粒子物理与原子核物理
公开日期	2016-02-25
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/209591]
专题	粒子天体物理中心_学位论文和出站报告中国科学院高能物理研究所_中国散裂中子源
作者单位	中国科学院高能物理研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	杨振. 硕士论文-芯探测器和50-800TeV宇宙线(P+He)能谱的研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2011.