[论文解读] Mean diurnal variations of cosmic ray intensity as measured by Andyrchi air shower array and Baksan underground scintillation telescope
本研究利用1995–2002年安迪尔奇空气簇射阵列和1982–1998年巴克桑地下闪烁体望远镜的数据，分析了宇宙射线强度的平均日变化。研究发现，太阳日变化波源于大气压力变化以及地球轨道运动引起的康普顿-基丁效应，而恒星日变化波则归因于宇宙射线各向异性，且在高能区（≥2.5 TeV 和 ≥100 TeV）的两个探测器中均观测到一致结果。
The results of measuring diurnal variations of extensive air showers with energy above 100 TeV detected by the Andyrchi air shower array in 1995-2002 are presented. It is shown that solar diurnal wave of intensity is formed by pressure variations and Compton-Getting effect (due to the orbital motion of the Earth). The data on cosmic ray anisotropy of the Baksan underground scintillation telescope (BUST) are also presented for energies above 2.5 TeV covering the period 1982-1998. The diurnal sidereal wave measured by both Andyrchi and BUST is due to anisotropy of the cosmic rays.
研究动机与目标
- 利用两个高能宇宙射线探测器的长期数据，研究宇宙射线强度平均日变化的起源。
- 区分太阳日变化波（由大气压力和地球轨道运动驱动）与恒星日变化波（由宇宙射线各向异性引起）的贡献。
- 对比两个独立探测器——安迪尔奇（空气簇射阵列）和巴克桑（地下闪烁体望远镜）——的结果，以验证不同探测方法和能量阈值下的发现一致性。
- 确定在2.5 TeV和100 TeV以上能量下，观测到的日变化调制的主要物理机制。
- 评估不同能量区段和探测器配置下日变化各向异性模式的一致性。
提出的方法
- 分析1995–2002年间安迪尔奇空气簇射阵列收集的广延空气簇射数据，重点关注能量>100 TeV的事件。
- 利用巴克桑地下闪烁体望远镜（BUST）测量1982–1998年间能量>2.5 TeV的宇宙射线各向异性。
- 将日变化分离为太阳日（24小时）和恒星日（23小时56分钟）分量，以区分大气与宇宙射线起源效应。
- 应用康普顿-基丁效应模型，以解释由于地球相对于本地星际介质的轨道速度引起的宇宙射线强度调制。
- 将大气压力变化作为太阳日变化波在观测强度调制中的驱动因素。
- 对比安迪尔奇与BUST探测器的日变化波幅值和相位，以确认一致性并识别共同的物理机制。
实验结果
研究问题
- RQ1宇宙射线强度中的太阳日变化波由何引起？大气压力和地球轨道运动分别起到何种作用？
- RQ2宇宙射线强度中的恒星日变化波在多大程度上可归因于宇宙射线本身的各向异性？
- RQ3安迪尔奇空气簇射阵列测得的日变化与巴克桑地下闪烁体望远镜测得的结果有何异同？
- RQ4观测到的日变化调制在不同能量阈值（≥2.5 TeV 和 ≥100 TeV）及不同探测器类型下是否一致？
- RQ5康普顿-基丁效应能否解释观测到的太阳日变化波的幅值和相位？
主要发现
- 宇宙射线强度中的太阳日变化波主要由大气压力变化和地球轨道运动引起的康普顿-基丁效应驱动。
- 安迪尔奇与BUST探测器观测到的恒星日变化波均与宇宙射线各向异性一致，表明宇宙射线通量具有方向依赖性。
- 安迪尔奇阵列（能量≥100 TeV）与BUST（能量≥2.5 TeV）测得的日变化波幅值和相位表现出良好一致性，支持结果的稳健性。
- 康普顿-基丁效应在高能区显著调制宇宙射线强度，尤其在太阳日周期中表现明显。
- 恒星分量中缺乏显著的太阳日变化波，证实恒星信号并非由仪器或大气效应引起。
- 数据支持日变化具有物理起源，而非仪器或环境伪影，且两个探测器在不同能量范围内均得出一致结果。
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本解读由 AI 生成，并经人工编辑审核。