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、化學成分、加速機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，包括極高能宇宙線的能譜、成分和起源。簡要介紹了美國HiRes（HighResolutionFly’sEye）極高能宇宙線實驗，系統(tǒng)分析了HiRes實驗立體觀測數(shù)據(jù)。根據(jù)探測器的特點，發(fā)展了一套新的簇射幾何重建方法，使得簇射到達方向的角分辨達到0.4°，這對極高能宇宙線源的研究具有重要意義；同時改進了簇射的能量重建，使得實驗的能量分辨達到11％。為了檢驗事例重建的方法和估計探測器的孔徑大小，對探測器進行了細致的模擬，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，本書研究了探測器孔徑大小、空氣質(zhì)量和簇射幾何的關系，通過一定的幾何限制和能量限制，使得當能量高于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。在此基礎上，測量了極高能宇宙線的能譜，在10.8倍標準偏差的置信水平下確認了“踝”的存在，同時發(fā)現(xiàn)有跡象顯示GZK截斷的存在（3.7倍標準偏差）。本書所介紹的研究成果可供相關研究人員參考，相關的數(shù)據(jù)處理方法也能夠為其他類似探測器的設計提供借鑒。
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