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Upper limits on the ultra-high energy cosmic ray flux from unresolved sources.

机译：来自未解析源的超高能宇宙射线通量的上限。

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摘要

The Pierre Auger Observatory is the world's largest ultra-high energy cosmic ray detector. Its goals include answering basic questions about the origins and composition of cosmic rays at the highest energies. We outline the scientific motivation for constructing such an observatory and we highlight some of the significant results produced so far by this world-class instrument. We present the results of our own contributions toward calibrating the timing characteristics of the instrument followed by two alternative techniques for analyzing cosmic ray arrival direction data. The first technique is based on a Bayesian statistical framework and is presented as a solution to some of the difficulties in applying a standard analysis to identify anisotropy in the cosmic ray flux. The second analysis we present is based on a Markov Chain Monte Carlo method for identifying sources of cosmic rays in our arrival direction data. We are able to use our method to set an upper limit of 0.15 per square km per year on the flux from any potential sources producing ultra-high energy cosmic rays with energy E ≥ 3 EeV. We conclude with a proposal for enhancing the already successful observatory with an array of non-imaging Cherenkov detectors. According to our simulation work, such an array could serve as both an independent measure of the cosmic ray energy and, if the array is dense enough, it could also provide insight into the composition of ultra-high energy cosmic rays on an event by event basis.
机译：皮埃尔·奥格天文台是世界上最大的超高能宇宙射线探测器。它的目标包括回答有关最高能量宇宙射线的起源和组成的基本问题。我们概述了建造这种天文台的科学动机，并重点介绍了迄今为止由该世界级仪器产生的一些重要成果。我们介绍了我们自己对校准仪器的计时特性做出的贡献的结果，然后介绍了两种用于分析宇宙射线到达方向数据的替代技术。第一项技术基于贝叶斯统计框架，被提出来解决应用标准分析来识别宇宙射线通量中的各向异性时的一些困难。我们目前进行的第二项分析基于马尔可夫链蒙特卡罗方法，用于识别到达方向数据中的宇宙射线源。我们可以使用我们的方法将任何可能产生E≥3 EeV超高能宇宙射线的潜在来源的通量的上限设定为每年每平方公里0.15。我们以提出建议，以使用一系列非成像Cherenkov探测器增强已经成功的天文台作为建议。根据我们的模拟工作，这样的阵列既可以用作宇宙射线能量的独立度量，又可以在阵列足够密集的情况下，洞悉事件中超高能宇宙射线的组成。基础。

著录项

  • 作者

    Burton, Ross E.;

  • 作者单位

    Case Western Reserve University.;

  • 授予单位 Case Western Reserve University.;
  • 学科 Physics Astronomy and Astrophysics.
  • 学位 Ph.D.
  • 年度 2012
  • 页码 191 p.
  • 总页数 191
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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