大气中子实时计算模式

为实时评估0~100km高度范围内的大气中子全球分布,对宇宙线在地磁场和大气中的传输过程进行了分析.利用蒙特卡罗方法工具包Geant4,预先计算不同能量的粒子在大气层中产生的次级粒子能谱分布,形成大气次级粒子数据库,并与相关模型进行对比,验证了该数据库的有效性和可靠性.以实测或预报的空间环境参数作为输入,计算同步轨道银河宇宙线和太阳质子事件能谱以及100km高度上的地磁垂直截止刚度,最终得到大气层顶上的粒子能谱.通过对大气次级粒子数据库的线性插值,实现1h分辨率的大气中子能谱和辐射剂量全球分布的实时计算.      

探索宇宙射线

正什么是宇宙射线?天文学家确认宇宙射线是来自于宇宙中的一种具有相当大能量的粒子流,它不同于由光子组成电磁射线,而它是由亚原子组成,亚原子是比原子还小的粒子,像是质子、原子核或电子一样。大部分宇宙线是由单纯的质子构成的,还有一小部分是由氦原子核构成的,另外极少一部分是重元素构成的。因为宇宙射线具有质量高速粒子流,所以也同样具有巨大的能量。     

太阳宇宙线在电离层D层中的电离

本文根据带电粒子对D层大气电离的理论,导出了太阳宇宙线在D层的电子产生率Q(h)的表达式,并计算了不同级别的太阳宇宙线事件、不同能谱参数下,Q(h)在极区随高度的分布。结果表明,不同级别、不同能谱的太阳宇宙线事件在极区产生的电离有显著的差别。同一级别,能谱指数γ越大,在较高的高度上电子产生率越大;能谱指数越小,在较低的高度上电子产生率越大。电子产生率的分布曲线出现明显的双峰,一个峰位于60公里左右,另一个峰位于85公里左右。前一个峰主要由太阳宇宙线中质子产生的,后一个峰主要是z≥2的重粒子成分产生的。本文所得结果明显好于Velinov等人的结果。      

基于AMS-01实验估算羊八井处原初宇宙线的流强和能谱

利用Alpha Magnetic Spectrometer(AMS)实验对近地空间不同地磁纬度处不同能量原初宇宙线微分能谱的观测,通过积分近似计算和拟合方法,研究得出西藏羊八井地磁纬度处原初宇宙线质子动能在0.44～4.31GeV,4.31～12.38GeV,12.38～199.06GeV区间内的积分流强与拟合能谱函数以及原初宇宙线氦核在刚度区间6.92～14.45GV,14.45～229.9GV的积分流强与拟合能谱函数,为近一步进行羊八井处本底宇宙线流强估算奠定了基础.      

低平流层温度对银河系宇宙线强度变化的响应

选用芬兰中子堆监测站从lop年7月至1989年3月的宇宙线强度月平均曲线数据,和在相对应期间我国境内海拉尔等4个高空气象观测站的30hPa和100hPa等位势高度上常规气温观测月平均资料,经统计分析,取得初步结果:低平流层气温与银河系宇宙线辐射强度之间呈现负相关的特性;与银河系宇宙线辐射强度峰区和谷区相对应会在低平流层中引起幅值为2-3℃的温度变化;不同纬度观测站所得观测数据表明,上述增温幅值随纬度降低而减少。      

人类首次探测到双中子星并合事件产生的引力波-太阳系探测

正中国科学院2017年11月29日举行新闻发布会,宣布中科院空间科学战略性先导专项首发星——暗物质粒子探测卫星"悟空"(DAMPE)取得首批重大科学成果。利用DAMPE采集到的数据获得了迄今最精确的高能电子宇宙线能谱。相关成果于2017年11月30日正式在Nature在线发表。DAMPE于2015年12月17日发射成功,在轨运行前530天共采集约28亿颗高能宇宙射线,其中包     

宇宙线变化特征在强地磁暴预报中的应用

利用宇宙线中子探测数据定性分析了地面宇宙线多台站之间的相互联系以及大磁暴与宇宙线之间的响应关系. 以Irkutsk和Oulu宇宙线台站为例, 运用小波去噪技术提高数据的稳定性. 结果表明, 相同世界时条件下, 两站宇宙线通量相关性在事件发生时较高; 而相同地方时条件下, 相关性则在平静期较高. 进一步采用相同地方时条件对不同宇宙线台站的通量在平静期和扰动期的相对变化进行分析, 选取2004年7月强地磁暴典型事例进行直观分析, 发现大地磁暴前Irkutsk和Oulu台站的宇宙线相对通量发生明显差异, 可以尝试作为强地磁暴宇宙线先兆特征. 通过对2001年3月至2005年5月的强磁暴和中强磁暴进行统计, 得到与强地磁暴相关的适当宇宙线相对差异阈值. 将得到的阈值对2005年9月至2011年12月所有强磁暴及中强磁暴进行验证, 总成功率达到87.5%, 误报率为35.7%, 结果较好.      

由环电流的宇宙线效应验证二维对称环电流模型

本文利用不同纬度超中子堆记录的宇宙线强度, 对不同磁暴类型下环电流的宇宙线效应进行了分析。加强的西向环电流使宇宙线截止刚度下降, 在某些特大的磁暴中, 中低纬字宙线截止刚度下降可达1GV以上, 从而使宇宙线强度增加。利用二维对称环电流模式, 从宇宙线的角度计算了环电流的磁暴效应。与实际观测值的对比显示, 除非特大的磁暴过程, 利用该模式所得结果与实际观测符合得较好。      

雷暴电场对宇宙线次级粒子中电子的影响

雷暴期间宇宙线次级粒子强度变化与大气电场的关联研究,对分析大气电场加速宇宙线次级带电粒子的机制具有重要意义.采用Monte Carlo方法,模拟研究了雷暴电场对宇宙线次级粒子中电子强度的影响.结果显示,在强度为1000V·cm~(-1)的雷暴电场中,高海拔处电子数目呈指数增长,在大气深度约300g·cm~(-2)处达到极大值,与以往研究提出的相对论电子逃逸雪崩机制相符.模拟结果表明,在地面宇宙线观测实验中,要想得到明显的观测效应,雷暴电场距离探测面的高度应600 m,电场厚度应达到约2000 m.模拟结果为分析雷暴电场与地面宇宙线次级粒子中电子强度的关联性提供了重要参考,为进一步模拟研究雷暴期间高山地面宇宙线强度的变化提供了重要信息.     

宇宙射线与生命

美国得尼安以色列理工学院的３位天文物理学家达亚、罗雅和沙威夫发表了他们的“死亡和创造理论”。他们认为恒星互相碰撞所产生的宇宙射线，会在地球大气层产生致命份量的介子，破坏臭氧层和使环境变得具有放射性，地球上的一些大绝种是由此而造成的。但是在绝种后，这些...