極高能宇宙線能譜的測量

　　極高能宇宙線一般是指能量高于1018eV的宇宙線粒子，其能譜測量、起源、化學(xué)成分、加速機(jī)制和傳播過程等是目前宇宙線物理研究的主要內(nèi)容。張丙開著的《極高能宇宙線能譜的測量》概述了極高能宇宙線研究的基本特點(diǎn)，包括極高能宇宙線的能譜、成分和起源。簡要介紹了美國HiRes極高能宇宙線實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)分析了HiRes實(shí)驗(yàn)立體觀測數(shù)據(jù)。根據(jù)探測器的特點(diǎn)，發(fā)展了一套新的簇射幾何重建方法，使得簇射到達(dá)方向的角分辨達(dá)到0.4°，這對極高能宇宙線源的研究具有重要意義；同時(shí)改進(jìn)了簇射的能量重建，使得實(shí)驗(yàn)的能量分辨達(dá)到11％。為了檢驗(yàn)事例重建的方法和估計(jì)探測器的孔徑大小，對探測器進(jìn)行了細(xì)致的模擬，通過模擬數(shù)據(jù)和觀測數(shù)據(jù)的對比，發(fā)現(xiàn)模擬數(shù)據(jù)很好地吻合了觀測數(shù)據(jù)。大氣質(zhì)量對探測器的探測效率及孔徑大小有較大的影響，《博士論叢：極高能宇宙線能譜的測量》研究了探測器孔徑大小、空氣質(zhì)量和簇射幾何的關(guān)系，通過一定的幾何限制和能量限制，使得當(dāng)能量高于1018.2eV以后，探測器的有效孔徑大小幾乎不受空氣質(zhì)量的影響。在此基礎(chǔ)上，測量了極高能宇宙線的能譜，在10.8倍標(biāo)準(zhǔn)偏差的置信水平下確認(rèn)了“踝”的存在，同時(shí)發(fā)現(xiàn)有跡象顯示GZK截?cái)嗟拇嬖冢?.7倍標(biāo)準(zhǔn)偏差）。《博士論叢：極高能宇宙線能譜的測量》所介紹的研究成果可供相關(guān)研究人員參考，相關(guān)的數(shù)據(jù)處理方法也能夠?yàn)槠渌愃铺綔y器的設(shè)計(jì)提供借鑒。

　　張丙開，男，1976年11月出生，教授，安徽宿州人。2008年畢業(yè)于中國科學(xué)院高能物理研究所粒子物理與原子核物理專業(yè)，獲博士學(xué)位。參與了國際極高能宇宙線實(shí)驗(yàn)（美國HiRes實(shí)驗(yàn)）的數(shù)據(jù)分析和物理分析工作；參與了國家大科學(xué)裝置“高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）”項(xiàng)目。當(dāng)前主要研究興趣集中在活動星系核光變、“膝”區(qū)宇宙線物理和極高能宇宙線起源等方面。主持和參與國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目4項(xiàng)。在《皇家天文學(xué)會月刊》（英國）、《天體粒子物理》（荷蘭）和《中國科學(xué)》等國內(nèi)外SCI收錄期刊發(fā)表論文近20篇。