宇宙線（來自宇宙空間的質(zhì)子和原子核）的能譜遵循負冪律:dN╱dE∝E^γ,但在能量約為4 PeV附近,宇宙線的全粒子能譜有明顯的拐折,冪指數(shù)由γ≈-2.7變?yōu)棣谩?3.1,形成所謂的“膝”結(jié)構(gòu),對應的能區(qū)稱為“膝”區(qū)。雖然實驗上已經(jīng)觀測到這一結(jié)構(gòu),但是它的成因還不能確定。為解釋宇宙線能譜的這一特殊結(jié)構(gòu),人們提出了多個理論模型。某些模型認為,“膝”結(jié)構(gòu)起因于宇宙線的加速和傳播過程,是宇宙線能譜的內(nèi)稟特性;而另外一些模型認為,在超高能下新的強相互作用機制的出現(xiàn)導致了“膝”區(qū)的形成。大多數(shù)的理論模型可很好地解釋實驗所觀測到的宇宙線全粒子能譜,但所預言的“膝”區(qū)宇宙線各個分成分的能譜卻存在著很大的差異。因此在實驗上精確測量“膝”區(qū)原初宇宙線的分成分能譜對于了解甚高能宇宙線的起源、加速和傳播機制具有重要的意義。由于宇宙線流強隨能量急劇下降,超高能的宇宙線粒子已經(jīng)不能通過高空氣球?qū)嶒灮蛐l(wèi)星實驗來進行直接觀測,只能利用位于地面的探測器陣列通過廣延空氣簇射（Extensive Air Shower,EAS）過程進行間接的測量。如何有效地區(qū)分由不同的原初宇宙線粒子所引起的空氣簇射是利... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

羊八井ASY實驗所得質(zhì)子能譜并同其他實驗相比較

逐事例的原初成分分辨，獲得了原初質(zhì)子的能譜和原初輕核(Proton州e)，重核(質(zhì)量數(shù)>He)成分的能譜。由圖1.3可以看出質(zhì)子能譜在幾百TeV時己經(jīng)開始拐折，而不是在“膝”區(qū)才拐折。由圖1.4可以看出重核成分在“膝”區(qū)總粒子數(shù)中占50%以上，并隨著能量增加比例越來越大，“膝”區(qū)成分以重核為主。

文獻[14]應用兩種最常用的強相互作用模型(QGsJET，SIBYLL)針對KASCADE實驗環(huán)境作了細致的模擬之后，通過分析所觀測到的電子數(shù)和p子數(shù)的二維頻率譜，得到了各成分組的能譜。對應兩種模型的結(jié)果如圖1.5，1.6所示:︸l·食·l月側(cè)刊川門川州曰州川川刀·奮節(jié)rt漏署左!幸士Y111!lj︸巧‘奮了‘石曰沐.︸O備去!l。﹄奮甲..卜、議切燦、、、、、，j!口6及左了()I..……，二派，份色卜，、，啥乎、匆飛飛淘夕一.!…﹁晰川m心.llse.I...‘Uwees，·.;11!‘，.;;!，躊漂、


本文編號：3467014