ARGO實(shí)驗(yàn)中“雙前峰面”事例探測(cè)高能γ射線(xiàn)暴的靈敏度研究.pdf

1、γ射線(xiàn)暴是一種在短時(shí)間內(nèi)能量劇烈爆發(fā)的天文學(xué)現(xiàn)象，是人們研究宇宙線(xiàn)起源的重要手段。到2015年12月31日為止，衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)在keV～MeV能段已經(jīng)探測(cè)到了5000多個(gè)γ射線(xiàn)暴，但對(duì)能量大于10 GeV的高能γ射線(xiàn)暴，目前還沒(méi)有觀(guān)測(cè)到確定的結(jié)果。高能γ射線(xiàn)暴不僅能夠提供γ射線(xiàn)暴產(chǎn)生機(jī)制的直接證據(jù)，而且能檢驗(yàn)當(dāng)前存在爭(zhēng)議的γ射線(xiàn)暴的模型，因而其研究具有重要意義。為了得到γ射線(xiàn)暴從低能到高能的完整信息，必須聯(lián)合衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)和地面實(shí)驗(yàn)。位于羊八井觀(guān)測(cè)

2、站的ARGO和ASγ實(shí)驗(yàn)憑借其高海拔、寬視場(chǎng)、大面積等特點(diǎn)在探測(cè)高能γ射線(xiàn)暴方面占據(jù)著一席之地，值得注意的是，其中ARGO實(shí)驗(yàn)中的“雙前峰面”事例具有降低閾能值、提高靈敏度的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，為高能γ射線(xiàn)暴的探測(cè)提供了一種全新的方式。
　　首先，本文對(duì)“雙前峰面”事例探測(cè)高能γ射線(xiàn)暴的靈敏度進(jìn)行模擬。結(jié)果表明:在持續(xù)時(shí)間為1s、天頂角為10°且紅移為0時(shí)，“雙前峰面”事例探測(cè)E＞10GeVγ射線(xiàn)暴的流強(qiáng)為10-4～10-3erg/cm2。

3、與此同時(shí)，“雙前峰面”事例的靈敏度在Emax＜30GeV時(shí)高于“觸發(fā)”事例的，因此利用“雙前峰面”事例尋找高能γ射線(xiàn)暴存在巨大潛能。
　　其次，分析Fermi衛(wèi)星從2008年到2015年期間觀(guān)測(cè)到的1756個(gè)γ射線(xiàn)暴，利用Band模型將這些γ射線(xiàn)暴的能譜延伸到羊八井地面實(shí)驗(yàn)的能區(qū)范圍內(nèi)，計(jì)算其到達(dá)羊八井地面實(shí)驗(yàn)中的流強(qiáng)。結(jié)果表明:對(duì)于在羊八井視場(chǎng)范圍內(nèi)且光子能量在GeV能區(qū)的Fermiγ暴，若不考慮河外背景光子的吸收效應(yīng)，ARGO

4、實(shí)驗(yàn)運(yùn)行期間內(nèi)，在其靈敏度范圍內(nèi)的有3個(gè);新升級(jí)的ASγ實(shí)驗(yàn)運(yùn)行期間內(nèi)，在其靈敏度范圍內(nèi)的有4個(gè)。這些結(jié)果為羊八井地面實(shí)驗(yàn)（包括“雙前峰面”事例）與衛(wèi)星γ暴的符合尋找提供重要信息。
　　最后，結(jié)合ARGO實(shí)驗(yàn)中GRB100225703的“雙前峰面”事例數(shù)據(jù)與Fermi衛(wèi)星的數(shù)據(jù)來(lái)符合尋找高能γ射線(xiàn)暴。結(jié)果表明:顯著性最高的事例團(tuán)作為本底漲落的概率(Pb)為1.72×10-6，相當(dāng)于高斯分布的4.643σ，但考慮到實(shí)驗(yàn)次數(shù)后，其超出