面向 GRAMS 的 MeV 伽马射线康普顿望远镜中多重康普顿散射事件的重建：基于物理的概率模型
天体物理仪器与方法
2022-08-15 v3 高能天体物理现象
摘要
旨在推进尚未充分探索的兆电子伏（MeV）伽马射线天文学，迄今已提出多种探测器概念的康普顿望远镜任务。这些未来任务的关键技术之一是一种事件重建算法，能够确定多重康普顿散射事件的散射次序，并识别伽马射线在沉积全部能量前逃逸出探测器的事件。我们重审先前的事件重建方法，并提出一种基于概率方法的改进算法。首先，我们给出描述探测器内物理相互作用与测量过程的康普顿散射概率模型的一般形式。接着，我们在概率函数计算中引入若干近似以实现高效计算。为验证，所开发算法已应用于使用液氩时间投影室的康普顿望远镜模拟数据，该望远镜是 GRAMS 项目提出的一种新型康普顿望远镜。我们已确认其对多达 8 次击中事件均成功有效，包括对逃逸事件的入射伽马射线能量修正。所提算法可用于以大体积探测器为特征的下一代 MeV 伽马射线任务，例如 GRAMS。
引用
@article{arxiv.2107.01846,
title = {Reconstruction of multiple Compton scattering events in MeV gamma-ray Compton telescopes towards GRAMS: the physics-based probabilistic model},
author = {Hiroki Yoneda and Hirokazu Odaka and Yuto Ichinohe and Satoshi Takashima and Tsuguo Aramaki and Kazutaka Aoyama and Jonathan Asaadi and Lorenzo Fabris and Yoshiyuki Inoue and Georgia Karagiorgi and Dmitry Khangulyan and Masato Kimura and Jonathan Leyva and Reshmi Mukherjee and Taichi Nakasone and Kerstin Perez and Mayu Sakurai and William Seligman and Masashi Tanaka and Naomi Tsuji and Kohei Yorita and Jiancheng Zeng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.01846},
year = {2022}
}
备注
28 pages, 26 figures, accepted for publication in Astroparticle Physics