联合羊八井ASγ和ARGO-YBJ实验数据研究宇宙线分布特性探索宇宙线起源

There are two main ground-based extensive air shower arrays at Yangbajing Cosmic Ray Observatory in Tibet,China: the international cooperation groups ASγ experiment and ARGO-YBJ experiment. They have many advantages on cosmic study such as high altitude, wide field of view, full duty circle and wide energy coverage. All of them give chances of their outstanding contribution research. The long-term and stable operation of these two experiments accumulated vast amounts of experimental data which contines the deep physical meaning needs to understanding. Recently, we expect to further enhance their sensitivity by the continuous upgrade of the existing array with new detection techniques。This project mainly aims at monitoring the stable gamma ray sources, detecting the new diffuse or short term bursts of gamma rays and depicting large-scale anisotropy of cosmic rays distribution characteristics with the joint data by ASγand ARGO experiments by using wide-scan survey techniques. We hope our analysis results could give more reliable informations and they will be helpful to further understand the origin, acceleration, propagation of cosmic rays. Also,We hope this project could reserve technology and talent for the future LHAASO project

西藏羊八井宇宙线观测站目前拥有以中日合作ASγ实验和中意合作ARGO-YBJ实验为主体的两个大型地面广延大气簇射阵列实验。以其高海拔，全天候，大视场和宽能阈的实验优势,两个实验在甚高能宇宙线研究方面有着突出的贡献。长期稳定高质量的运行积累了海量实验数据中蕴含的深层物理亟待挖掘。近年来，随着现有实验的升级和新探测方式、探测手段的加入，有望在进一步提升探测器灵敏度的前提下做出重要的观测。本项目拟通过联合分析羊八井实验现有数据，采用全天区扫描技术，主要开展以下三个方面的研究内容：1.）监测以crab源为代表的甚高能γ点源的长期辐射；2.）寻找来自宇宙空间γ射线的短时标爆发现象；3.）描绘宇宙线大尺度各向异性分布特征。通过践行以上研究内容，为进一步理解宇宙线起源、加速和传播提供可靠的实测信息，为未来LHAASO项目储备技术和人才。

本项目依托西藏羊八井宇宙线观测站两个大型实验ASγ实验和ARGO实验海量数据，以全天区扫描分析方法和东西方法为主，开展了实验的数据分析和物理分析工作。通过对项目的研究内容的执行，项目取得的主要成果包括：1.）ARGO-YBJ实验测量宇宙线分布大尺度各向异性研究捕捉到23-24个太阳活动平静期能量范围最宽，结构最为精细的变化特征，为理解宇宙射线各向异性分布起因、建立理论模型、以及太阳系所处位置银河磁场分布结构构造理论模型提供了重要的实验依据，该工作是ARGO-YBJ实验又一重要物理结果；2.）联合ASγ实验和ARGO-YBJ实验记录的自2000年1月至2012年12月数据，研究了大尺度各向异性分布特征的稳定性，低能部分显出随太阳活动周期有微弱变化的趋势，为研究行星际磁场对宇宙线的影响做了有益的探索；3.）超新星遗迹在LHAASO视场的预期，为挖掘未来LHAASO实验数据的物理分析指明了方向；4.）利用热中子测量宇宙线的新型探测方法的有益尝试；5.）成功搭建热中子宇宙线探测器阵列是我们在宇宙射线探测方法方面的重要突破，该探测手段的应用必将在宇宙线探测和宇宙线成分分辨乃至宇宙线能谱的“膝区”研究方面产生深远影响；6.）有力的推动了LHAASO项目预研和立项，培养和锻炼了河北师范大学宇宙线研究团队。在该项目的支持下，总共发表期刊论文9篇，会议论文和重要报告5篇，培养研究生14人。我们认为，该项目的执行已经达到，甚至超出了项目目标预期。