Askaryan 射电阵列中记录的孤立双脉冲宇宙射线候选事件研究
高能天体物理现象
2025-09-19 v1 天体物理仪器与方法
摘要
由粒子湍流在地球上产生的射频辐射，源于宇宙射线 (CRs) 和来自天体来源的超高能中微子 (UHE-) 在射电探测器（最初设计用于 UHE- 搜索）中产生显著相似性，这使得射电探测器也可用于研究 CRs。Askaryan 射电阵列 (ARA) 是目前在南极冰层中运行的实验，主要用于探测 UHE-。到目前为止，ARA 已部署五个站点，每个站点配备深度可达 200 米的天线。ARA 站点-2 (A2) 的数据表明，一 subset 在 UHE- 搜索中识别的事件子集可能来自 CRs。这一 subset 包括一个双脉冲事件，可能来自向下传播的 CRs 诱导的空气湍流，其中包含地理磁发射随后在冰中 Askaryan 发射产生两个脉冲。针对这一 CRs 候选事件进行了详尽调查，使用综合性模拟识别最佳匹配实验观测量的 CRs 诱导空气湍流参数。我们通过将冲击 CRs 湍流模拟框架 (FAERIE) 与真实探测器模拟 (AraSim) 结合来模拟 ARA 中的预测 CRs 信号。我们基于对 putative 几何磁和 Askaryan 信号顶点重建来确定事件拓扑。在推断事件几何后，我们表明模拟匹配了该事件观察到的时间结构（信道间相对信号到达时间）。
引用
@article{arxiv.2509.14407,
title = {Study of an Isolated Double-pulse Cosmic Ray Candidate Recorded with the Askaryan Radio Array},
author = {Shoukat Ali and Dave Z. Besson for ARA Collaboration},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.14407},
year = {2025}
}