用于 MeV gamma 射线深空巡天的电子追踪康普顿望远镜
天体物理仪器与方法
2015-08-31 v2 宇宙学与河外天体物理
高能天体物理现象
高能物理 - 实验
核实验
摘要
MeV gamma 射线光子成像面临严重困难，原因在于巨大的背景和图像的不清晰性，这些源于探测中确定康普顿散射物理参数的不完整性，例如缺乏反冲电子的方向信息。MeV 波段近期的主要任务/仪器 Compton Gamma Ray Observatory/COMPTEL 作为康普顿相机（CC），仅探测到约 30 个持续源。这与 GeV 波段约 2000 个源形成鲜明对比。在此我们报告电子追踪康普顿相机（ETCC）的性能，并证明其具有突破 MeV gamma 射线天文学这一停滞状态的巨大潜力。ETCC 通过测量三维反冲电子径迹提供康普顿散射的所有参数，从而恢复 CC 中丢失的散射平面偏差（SPD）。CC 无法测量的能量损失率（dE/dx）也被获取，并发现其在类似太空的条件下确实有助于减少背景。因此，gamma 射线探测的显著性提高了数倍。另一方面，SPD 对于定量确定点扩散函数（PSF）至关重要。SPD 分辨率已被改善至接近反冲电子多重散射的理论极限。凭借如此精确确定的 PSF，我们首次证明可以在不使用优化算法的情况下，为康普顿成像提供可靠的灵敏度。因此，本研究突出了 CC 的根本弱点。相比之下，我们证明了 ETCC 有望在 1 MeV 达到低于 erg cm s 的灵敏度。
引用
@article{arxiv.1507.03850,
title = {An Electron-Tracking Compton Telescope for a Survey of the Deep Universe by MeV gamma-rays},
author = {T. Tanimori and H. Kubo and A. Takada and S. Iwaki and S. Komura and S. Kurosawa and Y. Matsuoka and K. Miuchi and S. Miyamoto and T. Mizumoto and Y. Mizumura and K. Nakamura and S. Nakamura and M. Oda and J. D. Parker and T. Sawano and S. Sonoda and T. Takemura and D. Tomono and K. Ueno},
journal= {arXiv preprint arXiv:1507.03850},
year = {2015}
}
备注
19 pages, 12 figures, Accepted to the Astrophysical Journal