本文關(guān)鍵詞：高能中微子起源的研究

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【摘要】：中微子是一種弱相互作用粒子。高能中微子主要由高能宇宙線與氣體或光子反應(yīng)所產(chǎn)生,因此對(duì)于高能中微子的探測(cè)和研究將有助于我們認(rèn)識(shí)宇宙線的起源。2013年,IceCube中微子天文臺(tái)首次發(fā)現(xiàn)來(lái)自地外,能量高達(dá)10¨電子伏特的高能中微子。自此,關(guān)于高能中微子的起源一直是高能天體物理及相關(guān)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題。IceCube中微子天文臺(tái)對(duì)于高能中微子的流量,成分,空間分布,與各類天體的相關(guān)性進(jìn)行了系統(tǒng)詳盡的觀測(cè)分析,極大的推動(dòng)了中微子天文學(xué),宇宙線以及對(duì)相關(guān)天體的研究進(jìn)展。然而,由于高能中微子事件數(shù)量仍然較少,直接觀測(cè)天體產(chǎn)生的中微子難度很大。但是高能中微子的產(chǎn)生過(guò)程中必然伴隨有高能伽瑪光子的產(chǎn)生,而Fermi等伽馬射線探測(cè)器在這方面有著豐富的觀測(cè)數(shù)據(jù),因此我們利用伽瑪射線數(shù)據(jù)并結(jié)合中微子的觀測(cè)結(jié)果,對(duì)高能中微子的起源天體的性質(zhì)進(jìn)行了研究。本論文第一章簡(jiǎn)要介紹了相關(guān)的背景知識(shí),包括中微子探測(cè)器的觀測(cè)原理,最新的觀測(cè)結(jié)果,對(duì)于中微子來(lái)源和成分的相關(guān)理論研究。在第二章中,我們研究了在星暴星系模型中高能中微子輻射伴隨產(chǎn)生的彌漫伽瑪背景輻射的強(qiáng)度。我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)考慮高能伽瑪光子被星系內(nèi)部光子吸收和再輻射的過(guò)程,可以解決中微子伴隨的伽瑪背景輻射流量過(guò)大的困難。在第三章中,我們討論了恒星形成星系中產(chǎn)生的高能宇宙線作為高能中微子起源的可能性,詳細(xì)考慮了恒星形成星系的紅外光度函數(shù)和真實(shí)的星系內(nèi)部物理參數(shù),解釋了IceCube觀測(cè)結(jié)果。在第四章,我們研究了宇宙TeV伽馬輻射背景輻射對(duì)于高能中微子源的距離和密度隨紅移演化性質(zhì)的限制,發(fā)現(xiàn)大約80%以上的高能中微子源應(yīng)位于紅移Z0.5的距離,而且中微子源的密度隨紅移的演化不能慢于宇宙恒星形成率的演化。在最后一章,我們對(duì)本篇論文的結(jié)果進(jìn)行了總結(jié)和討論,并給出了一些后續(xù)的研究方向。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P141.8

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