ARGO實驗中“雙前峰面”事例探測高能γ射線暴的靈敏度研究.pdf

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

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

3、與此同時，“雙前峰面”事例的靈敏度在Emax＜30GeV時高于“觸發(fā)”事例的，因此利用“雙前峰面”事例尋找高能γ射線暴存在巨大潛能。
　　其次，分析Fermi衛(wèi)星從2008年到2015年期間觀測到的1756個γ射線暴，利用Band模型將這些γ射線暴的能譜延伸到羊八井地面實驗的能區(qū)范圍內(nèi)，計算其到達羊八井地面實驗中的流強。結(jié)果表明:對于在羊八井視場范圍內(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、實驗運行期間內(nèi)，在其靈敏度范圍內(nèi)的有3個;新升級的ASγ實驗運行期間內(nèi)，在其靈敏度范圍內(nèi)的有4個。這些結(jié)果為羊八井地面實驗（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實驗中GRB100225703的“雙前峰面”事例數(shù)據(jù)與Fermi衛(wèi)星的數(shù)據(jù)來符合尋找高能γ射線暴。結(jié)果表明:顯著性最高的事例團作為本底漲落的概率(Pb)為1.72×10-6，相當于高斯分布的4.643σ，但考慮到實驗次數(shù)后，其超出