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明野广域空气簇射阵列

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明野广域空气簇射阵列(Akeno Ginat Air Shower Array)
基本资料
组织东京大学宇宙线研究所
位置日本长野县北杜市明野村
坐标35°47′N 138°30′E / 35.783°N 138.500°E / 35.783; 138.500
高度900 米
建筑1990年
望远镜型式cosmic-ray observatory[*]
集光面积100 平方千米
http://www-akeno.icrr.u-tokyo.ac.jp/AGASA/

明野广域空气簇射阵列(日语:明野広域空気シャワーアレイ;英语:Akeno Giant Air Shower Array,缩头字AGASA)是位于日本山梨县北杜市明野町的大型地表宇宙射线阵列计划。

AGASA占地面积100平方公里,由111个(地表)带电粒子探测器和27个(地下)μ子探侧器组成,每个侦测器至少间隔1公里,依序以一对光纤连结至中央电脑,由中央电脑控制与操作。[1][2]

AGASA的带电粒子侦测器属于闪烁体侦测器,可侦测初级宇宙射线与大气之间的空气簇射,来反推原始宇宙射线的,等于间接观察到宇宙射线。AGASA的重要贡献包括参与发现打破GZK极限(5×1019 eV)的超高能宇宙射线(UHECR),使UHECR成为粒子天文物理新兴的研究课题。

历史

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东京大学宇宙射线研究所(Institute for Cosmic Ray Research,ICRR)于1977年设立明野天文台(Akeno Observatory),以空气簇射主要研究对象。初期即建立1平方公里的空气簇射侦测器。1987年,明野天文台开始建造AGASA计划,1990年完工后成为UHECR研究的主力,直到2004为止,AGASA都是全球最大空气簇射阵列。[3]

同一时间采用地面阵列研究UHECR的还有美国犹他大学蝇眼实验(Fly's Eye),但与AGASA不同的是,蝇眼实验利用带电粒子游离氮气产生的萤光来侦测UHECR,但蝇眼实验于1992年退役,在原址重建、升级为高解析蝇眼高分辨率蝇眼探测器英语High Resolution Fly's Eye Cosmic Ray Detector(HiRes)。

AGASA团队和HiRes团队持续竞争UHECR研究的龙头地位,但两者后来于2004年合并为望远镜阵列计划英语Telescope Array Project(TA),并于2008年展开观测,此后AGASA的研究已经由TA接手。[4]

原理

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观测结果

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AGASA的观测结果包括宇宙射线事例、能谱各向异性,其中重要成果有:[5]

  • 超高能宇宙射线(UHECR),例如1993年,AGASA观测到2×1020 eV的事例。[6][7]
  • 1019 eV以上有群聚现象(clustering effect,指数个事例来自非常接近的方向。)[8][9]
  • 1018 eV附近在银心的显著性(significance)超出预期 ,反银心方向则低于预期。[8]
  • 可能有不带电的中性粒子。

外部链接

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参考文献

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  1. ^ AGASA (Akeno Giant Air Shower Array). ICRR, University of Tokyo, JAPAN. 2003. (原始内容存档于2021-01-25) (英语). 
  2. ^ AGASA Detector. 2000-04-19 [2020-05-23] (英语). 
  3. ^ 明野観測所. [2020-05-22]. (原始内容存档于2021-01-16) (日语). 
  4. ^ High Energy Cosmic Ray Research. (原始内容存档于2021-01-21) (英语). 
  5. ^ 黄明辉. 極高能宇宙線望遠鏡的發展與近況. 台北星空. 2009, (45): 6-14. 
  6. ^ AGASA Results - Highest Energy Event. (原始内容存档于2018-02-13). 
  7. ^ N. Hayashida; et al. Observation of a Very Energetic Cosmic Ray Well Beyond the Predicted 2.7K Cutoff in the Primary Energy Spectrum (PDF). Physical Review Letters. 1994, (73): 3491-3494. 
  8. ^ 8.0 8.1 T. Yamamoto, K. Mase, M. Takeda, N. Sakaki, M. Teshima. Signatures of ultra-high energy cosmic ray composition from propagation of nuclei in intergalactic photon fields (PDF). Astroparticle Physics. 2004, (20): 405–412. doi:10.1016/j.astropartphys.2003.08.001. 
  9. ^ Y. Uchihori, M. Nagano, M. Takeda, M. Teshima, J. Lloyd-Evans, A.A. Watson. Cluster analysis of extremely high energy cosmic rays in the northern sky (PDF). Astroparticle Physics: 151-160.