利用空气簇射无线电天线阵列进行雷暴观测
高能天体物理现象
2013-03-29 v1 天体物理仪器与方法
摘要
存在于广延空气簇射中的相对论性带电粒子会导致相干无线电脉冲发射，通过测量这些脉冲可识别引发簇射的高能宇宙线。特别是在雷暴期间，大气中存在额外的强电场，可能导致带电粒子进一步倍增和加速，从而影响无线电发射的形态和强度。为了利用测得的无线电信号可靠地重建原初宇宙线能量，理解电场如何影响无线电发射至关重要。此外，闪电是宽带无线电发射的显著来源，可在极远距离被观测到。这一方面给探测信号弱得多的空气簇射带来了困难；另一方面，记录的信号也可用于研究闪电发展特征。我们在德国卡尔斯鲁厄利用 LOPES 实验研究了通过无线电发射探测宇宙线以及强电场对该探测技术的影响。我们还探讨了一个重要问题，即高能宇宙线空气簇射最大值处的高电子密度是否会引发闪电，但 LOPES 未能回答此问题。不过，这些研究展示了 EAS 无线电天线阵列在闪电研究方面的能力。我们报告了 LOPES 在雷暴期间测量的空气簇射无线电信号的研究结果，并简要展望了致力于寻找闪电与宇宙线相关性的新测量工作。
引用
@article{arxiv.1303.7068,
title = {Thunderstorm Observations by Air-Shower Radio Antenna Arrays},
author = {W. D. Apel and J. C. Arteaga and L. Bähren and K. Bekk and M. Bertaina and P. L. Biermann and J. Blümer and H. Bozdog and I. M. Brancus and P. Buchholz and S. Buitink and E. Cantoni and A. Chiavassa and K. Daumiller and V. de Souza and P. Doll and M. Ender and R. Engel and H. Falcke and M. Finger and D. Fuhrmann and H. Gemmeke and C. Grupen and A. Haungs and D. Heck and J. R. Hörandel and A. Horneffer and D. Huber and T. Huege and P. G. Isar and K. -H. Kampert and D. Kang and O. Krömer and J. Kuijpers and K. Link and P. Luczak and M. Ludwig and H. J. Mathes and M. Melissas and C. Morello and S. Nehls and J. Oehlschläger and N. Palmieri and T. Pierog and J. Rautenberg and H. Rebel and M. Roth and C. Rühle and A. Saftoiu and H. Schieler and A. Schmidt and F. G. Schröder and O. Sima and G. Toma and G. C. Trinchero and A. Weindl and J. Wochele and M. Wommer and J. Zabierowski and J. A. Zensus},
journal= {arXiv preprint arXiv:1303.7068},
year = {2013}
}