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第1章 宇宙线1

1.1什么是宇宙线？1

1.2本书的目标1

1.3宇宙线实验的种类2

1.4成分5

1.5能谱7

1.6宇宙线能量密度9

第2章 粒子物理11

2.1一个有用的例子：β衰变11

2.2基本粒子间作用力的统一13

2.3点状夸克的动力学证据15

2.4强相互作用唯象学17

第3章 级联方程22

3.1核子输运方程22

3.2边界条件24

3.2.1基本解24

3.2.2 A近似25

3.3中子和质子通量26

3.4耦合级联方程27

3.5大气28

3.6介子通量29

第4章 强子和光子32

4.1介子衰变32

4.2强子和光子通量35

4.3乳胶室38

4.3.1直接测量38

4.3.2大型乳胶室40

第5章 加速器数据43

5.1强子作用截面44

5.2核作用截面46

5.3单举截面49

5.4迷你喷注模型53

5.5谱加权矩54

5.6非弹性度56

第6章 μ子58

6.1大气μ子58

6.2原初宇宙线能量60

6.3 μ子电荷比62

6.4 μ子在物质中的穿越63

6.5地下μ子65

6.5.1深度-强度关系65

6.5.2地下μ子能谱66

6.5.3瞬发μ子68

第7章 中微子72

7.1通量73

7.1.1 π/K产生的中微子74

7.1.2 μt子产生的中微子75

7.1.3π？μ？v过程产生的中微子78

7.2大气中微子80

7.2.1通量80

7.2.2内含事例82

7.2.3中微子比例和振荡84

第8章 中微子产生的μ子89

8.1事例率计算90

8.2大气中微子产生的μ子94

8.3天体物理中微子95

第9章 传播97

9.1传播方程97

9.2银河系99

9.3传播模型101

9.3.1漏箱模型101

9.3.2嵌套漏箱模型103

9.3.3封闭银河系模型103

9.3.4扩散模型104

第10章 伽马射线和反质子107

10.1概述107

10.1.1源函数108

10.1.2运动学109

10.2弥散伽马射线和中微子112

10.2.1轫致辐射113

10.2.2核相互作用113

10.2.3观测结果115

10.3反质子117

10.3.1次级反质子和观测结果117

10.3.2增强p通量的模型119

第11章 加速123

11.1功率124

11.2激波加速125

11.2.1费米机制125

11.2.2一阶和二阶费米加速126

11.2.3磁场几何130

11.3超新星冲击波131

11.3.1最大能量131

11.3.2电子的最大能量133

11.3.3组分和谱形134

第12章 加速至100 TeV以上135

12.1弥散源135

12.2点源136

12.3加速大于100 TeV粒子所需的功率137

12.4年轻超新星遗迹138

12.5双星系统作为宇宙线加速源141

12.5.1吸积流中的激波143

12.5.2盘发电机144

12.5.3脉冲星风激波145

12.5.4湍动重联145

12.5.5武仙座X-1和天鹅座X-3147

第13章 天体物理束流收集器148

13.1数据的本质148

13.1.1 X射线双星149

13.1.2非常年轻的超新星149

13.2束流收集器的可能构造151

13.3源光度152

13.4中微子的产生和吸收154

13.5v与γ之比156

13.6高能中微子天文学158

13.7中子天文学160

第14章 大气簇射162

14.1粒子组成162

14.2实验类别163

14.2.1大气切伦科夫实验163

14.2.2经典大气簇射实验165

14.2.3点源信噪比166

14.2.4蝇眼实验167

14.3级联的基本特征168

14.3.1解的一般形式168

14.3.2玩具模型169

14.4原初原子核170

14.5符合多重高能μ子172

14.5.1高能μ子的数量173

14.5.2地下μ子束174

14.5.3成分测量的灵敏度175

第15章 电磁级联178

15.1对产生和轫致辐射178

15.2级联方程180

15.2.1幂律解181

15.2.2电磁大气簇射182

15.2.3总粒子数近似估计187

15.3涨落187

15.4横向扩展188

第16章 宇宙线簇射190

16.1大气簇射中的μ子190

16.1.1 1 GeV以上总Nu192

16.1.2 μt子横向分布194

16.2 Ne和E0的关系195

16.2.1带电粒子的横向分布195

16.2.2固定强度截取方法198

16.2.3簇射极大处的大小和E0的关系199

16.3 1015—1018eV原初能谱201

16.4 1015—1018eV的原初成分202

16.5电磁级联中的μ子204

16.5.1常规预期204

16.5.2增加μ子含量206

第17章 模拟技术208

17.1蒙特卡罗簇射208

17.1.1级联算法UNICAS208

17.1.2核碎裂209

17.1.3强子相互作用的分割算法210

17.2大气簇射阵列的接收度213

17.3大气簇射能段的截面217

参考文献219

索引231

部分短语汉英对照表233