利用大面积宇宙线闪烁探测器对下行地基伽马射线闪光的观测分析

位于犹他州中部的望远镜阵列（TA）旨在探测超高能宇宙线（UHECRs），是北半球同类装置中最大的。然而，其能力并不限于地外源。阵列中的闪烁探测器（SDs）设计用于测量带电宇宙线次级粒子的能量沉积，但最近捕获了与宇宙线空气簇射典型特征不符的电磁辐射爆发。经调查，这些爆发与个别闪电事件相关。为了更好地理解该现象，新墨西哥理工的 Langmuir 大气研究实验室在阵列中提供了专门的闪电探测器，最终确认这些事件为闪电最初几微秒内产生的下行地基伽马射线闪光（TGFs）。在识别出 20 个 TGF 和发表 2 篇论文后，望远镜阵列的闪电仪器于 2018 年夏季升级，增加了用于高分辨率闪电测绘的宽带干涉仪（INTF）。这种独特的闪电探测器组合已成为下行 TGF 研究的领先手段之一。本学位论文聚焦于该方法的应用及 2018 年末四个事件的结果。单个 TGF 持续 <10 us，可能由 >10^12 个伽马射线组成，有证据表明部分能量 >2.6 MeV。我确定了 TGF 源时间、平面位置和高度，平均不确定度分别为 0.6 us、140 m 和 25 m。该高分辨率显示，这四个事件中的所有 TGF 均发生在强初始击穿脉冲期间，并由负云内和云对地闪电最初几毫秒内基于流光体的快速负击穿驱动。