《宇宙线天体物理学实验合理论基础》求取 ⇩

第一章　空间宇宙线和它们的相互作用1

§1 宇宙等离子体的特性1

§2　宇宙辐射——信息源3

2.1 初级宇宙线的能量和核组成3

2.2　宇宙线的时间变化和起源问题5

2.3　宇宙线通过地球大气层，关联系数和气象效应7

2.4　地磁场对宇宙线的影响8

目录9

前言9

§3　宇宙线和空间物质的相互作用9

3.1　宇宙线碎裂9

3.2　核相互作用形成次级粒子10

3.3 固态物质（星体、行星、星状云、陨石和尘埃）对宇宙线的吸收10

3.4 通过宇宙空间的宇宙辐射核子的电离能量损失11

3.5 电子的电离和轫致辐射损失12

§4　宇宙线与光子场的相互作用13

4.1 核和光子场的相互作用13

4.2　电子与光子场的相互作用13

§5 与磁场相互作用时宇宙线能量的变化13

5.1 宇宙辐射粒子在磁场中引起的磁轫致辐射能量损失13

5.2　与运动磁场相互作用时粒子的加速和减速14

§6　宇宙线粒子在磁场中的运动和非均匀磁场对它们的散射15

6.1 宇宙线粒子在冻结于运动等离子体中的规则磁场中的运动15

6.2　简单形式的非均匀磁场下宇宙粒子散射的初级模式15

6.3　单一尺度孤立磁云型非均匀磁场散射时的输运自由程19

6.4　多尺度不均匀磁场散射时粒子的输运自由程19

6.5　云型磁非均匀场连续谱粒子散射时的输运自由程21

6.6　某些简单模式的非均匀场散射时粒子输运自由程23

6.8　存在规则背景场散射时粒子的输运自由程26

6.7　在非均匀场中考虑漂移时粒子散射的输运自由程26

§7　宇宙线的磁捕获27

7.1　存在非均匀场时规则磁场的捕获28

7.2　非规则磁场的捕获32

7.3　混合型捕获33

7.4　捕获区的力学性质和捕获辐射的强度变化34

§8　宇宙线对外空环境的影响35

8.1 宇宙线对磁化等离子体施加的压力35

8.2　宇宙线对磁化等离子体结构的可能影响35

8.3　低能宇宙线粒子使宇宙等离子体电离和加热36

第二章　宇宙线传播37

§9　用动力学方程描述宇宙线的传播37

9.1　磁场涨落现象37

9.2　弱规则场和各向同性无规场下的动力学方程39

9.4　考虑等离子体的无规则电场时宇宙线传播的动力学方程40

9.3　等离子体速度涨落时宇宙线传播的动力学方程40

9.5　在弱湍动的磁化等离子体中（其中有强规则场和Alfven振荡）宇宙线传播的动力学方程41

9.6　在动量空间的扩散44

9.7　低能宇宙线的各向异性传播46

9.8　扩散近似48

9.9　宇宙线在行星际传播时的涨落现象49

§10　各向异性扩散近似53

10.1　一般方程的推导53

10.2　银河臂中的传播情况53

10.3　行星际空间的传播情况54

10.4 各向异性扩散近似的应用范围58

第三章　宇宙线加速机制59

§11　统计加速机制59

11.1 粒子与运动磁云相碰撞的Fermi统计加速机制59

11.2　重核的注入和优先加速问题60

11.3　加速粒子谱62

11.4　等离子体湍流的加速机制63

§12　规则加速机制66

12.1 感应加速机制67

12.2　激波引起的加速机制67

12.3　磁捕获区崩溃的粒子加速67

12.4　靠近磁场零线的累积加速机制71

§13　在各种宇宙天体中宇宙线的加速74

13.1 太阳上击波对粒子的加速74

13.2 太阳上等离子体湍动对粒子的加速74

13.3 太阳上磁场耗散机制引起的粒子加速75

13.4　在行星际空间太阳宇宙线的附加的统计加速76

13.5　捕获区中在太阳上被加速粒子的迁移和在行星际空间介质粒子的加速76

13.6　在超新星爆发时激波对宇宙线的加速78

13.7　脉冲星旋转时宇宙线的加速79

14.2 D（Ek）∝E？类型谱的形式82

14.3　D（R）∝R-r类型谱的形式82

§14　在源中宇宙线谱的形式82

14.1　根据实验资料划分宇宙线的类型82

14.4　D（R）∝e-R/R0类型谱的形式83

14.5　当加速粒子和外部磁场之间压力相等时的宇宙线谱83

第四章　宇宙线变化——研究空间的一种方法85

§15　宇宙线变化研究的简史85

15.1 宇宙线变化研究历史中的五个时期85

15.2　第一期（1926—1935年）86

15.3　第二期（1936—1950年）86

15.4　第三期（1951—1956年）87

15.5　第四期（1957—1963年）90

15.6　第五期（1964年开始）90

§16　苏联宇宙线变化的研究情况91

17.1　研究宇宙线变化中的困难和克服它们的途径92

§17　宇宙线变化的基本概念和分类92

17.3　宇宙线变化的类型93

17.2　不考虑相互干涉效应时宇宙线变化的基本概念和分类93

§18　考虑各种效应可能相互干涉时变化的分类96

§19　宇宙线的地球变化性质98

19.1　两类宇宙线的地球变化98

19.2　大气起源的宇宙线变化性质98

19.3　地磁起源的宇宙线变化性质99

§20　宇宙线地球外变化的性质100

20.1　地球外变化的三个亚类100

20.2　第一亚类——在行星际空间中银河宇宙线的调制102

20.3　第二亚类——太阳宇宙线的产生和传播103

20.4　第三亚类——银河起源的变化104

21.1　连续记录的主要要求105

21.2　实验方法及其特性105

§21 世界台站网、人造卫星和火箭是宇宙线天体物理的实验基础105

第五章　测量宇宙线的变化、能谱和核组成的直接方法105

21.3　仪器的全球分布情况和观测台站的地磁截止刚度107

21.4　世界台站网的渐近方向108

§22　计数管望远镜109

22.1　计数管望远镜的特点109

22.2 用作连续记录的计数管110

22.3 计数管望远镜的电子线路114

22.4　计数管望远镜的各种几何形状117

22.5　供给计数管的高压电源124

22.6　计数管望远镜中自动记录宇宙线爆发的装置125

22.7 计数管望远镜工作的自动监督126

22.8　排除宇宙线望远镜中的漏计数和偶然符合126

22.9　计数管望远镜的方向图127

22.10　宇宙线介子探测器的方向性质128

§23　利用闪烁探测器连续记录宇宙线强度131

23.1 闪烁探测器的优点131

23.2 用塑料闪烁体作为带电粒子的探测器131

23.3 应用液体闪烁体的可能性132

23.4 闪烁记录器的电子线路133

23.5　实际塑料闪烁体宇宙线记录器134

23.6 闪烁望远镜的方向图135

§24 连续记录高能粒子通量的大型切伦科夫塔形计数器望远镜136

§25　记录中子成分的方法138

25.1　宇宙线中子成分的主要性质138

25.2　中子探测器的类型和特性138

25.3 局部产生中子的探测器（中子堆）139

25.4　Simpson型中子堆的改进141

25.5　气压的自动记录141

25.6　超中子堆142

25.7 用闪烁体和充以He3的计数管连续记录中子成分的可能性143

25.8　中子堆对各种次级宇宙线成分的灵敏度143

25.9 中子堆的方向图144

25.10　记录中子的增殖倍数145

25.11 在小中子堆和超中子堆中记录中子增殖倍数的仪器147

25.12　宇宙线中子谱仪149

25.13　为同时记录中子和μ介子成分的全套仪器（中子堆-望远镜）150

25.14　记录中子的增殖倍数时仪器误差的消除151

§26　研究广延大气簇射频率变化的实验154

§27　用气球和飞机研究宇宙线在平流层内的变化156

27.1 利用飞机研究宇宙线变化156

27.2 用气球在平流层内记录宇宙线强度变化156

27.3　在气球上研究核组成和不同粒子能谱变化的装置157

27.4　在气球上对强离化粒子采用聚合物探测器［187］158

28.2　在宇宙空间测量电子、质子、α粒子和γ射线总强度的方法159

§28 用地球物理宇宙火箭以及人造卫星研究宇宙线变化159

28.1 在地球物理火箭上记录宇宙线的实验159

28.3　在火箭和人造地球卫星上研究核子通量的时间变化162

28.4　在卫星上研究高能范围宇宙线能谱和变化的仪器163

第六章　宇宙线天体物理间接测量方法165

§29 用陨石方法研究宇宙线165

29.1　同位素方法165

29.2　根据同位素资料确定宇宙线时空变化的方法166

29.3 计算结果和由陨石同位素得到的模型167

29.4　化石轨迹法168

29.5 根据星际尘埃的放射性研究宇宙线变化的可能性169

29.6 根据月球样品的径迹和宇宙同位素的相对含量来研究地球附近宇宙线变化的可能生170

§30　用地球上形成的同位素来研究宇宙线变化的方法170

30.1 在大气层中宇宙同位素的形成170

30.2　大气层中宇宙同位素形成速率局部变化的基本方程171

30.3　宇宙同位素的行星生成速率173

30.4 用放射性碳方法研究宇宙线变化174

30.5　研究宇宙线变化的氪方法178

§31 利用宇宙线与电离层的作用以及射电天文的方法来研究宇宙线178

31.1 1956年2月23日低电离层反常电离和用射电方法研究宇宙线的实例179

31.2　计算由太阳宇宙线引起的低电离层离化183

31.3 用噪声探测仪测量极盖吸收作为研究宇宙线的方法184

31.4　银河宇宙线对低电离层的影响185

31.5　在太阳宇宙线的影响下离子形成速率的数值计算186

31.6　地磁场变化时离子形成速率的变化191

31.7　解逆问题的方法：从电离层资料确定太阳宇宙线的谱和地磁刚度195

31.8　对于电离层方法的分析表达式197

31.9 通过无线电波偏振面的旋转记录太阳宇宙线电子成分的可能性200

31.10　在地磁场中通过磁轫致辐射发现太阳电子流的可能性200

32.1 宇宙线变化是一定的规律性和偶然作用的综合表现201

第七章　宇宙线天体物理的统计方法201

§32 宇宙线通量的统计性质、观测误差、统计关系及其分类201

32.2　实验资料的误差202

32.3　资料的平均204

32.4　宇宙线变化现象分类208

§33　解析相关法209

33.1 两变量间的直线相关211

33.2　多变量的线性相关214

33.3 局部相关214

33.4　非直线相关215

33.5　采用抛物线相关法确定宇宙线强度的极值位置216

§34　周期性关系的判别和研究217

34.1　统计周期分析法217

34.2　谐波分析218

34.3　谐波周期分析法222

§35 周期函数和非周期函数的鉴别224

35.1　时间叠加法225

35.2　判定重现性趋势225

35.3　滑动平均法226

§36　观测资料的滤除和可靠性的确定227

36.1 滤除法227

36.2　确定资料可靠性的方法228

§37　观测资料的计算机处理229

37.1 宇宙线观测资料和检测参数的编码系统229

37.2　抽样检测230

第八章　关联系数法（从观测到的次级宇宙线变化确定初级变化）232

§38　关联系数法的基础232

38.1　各种宇宙线记录情况下的关联系数232

38.2　根据地磁效应确定关联系数235

38.3　地下测量的关联系数237

38.4　广延大气簇射关联系数的确定240

§39　根据不同类型的实验资料确定关联系数243

39.1 利用有关宇宙线变化的资料确定关联系数243

39.2　根据地磁效应确定关联系数245

39.3　根据地磁效应资料用中子堆测量的关联系数247

39.4 介子和游离成分方向测量的地磁效应和关联系数250

39.5　平流层中测量的关联系数和增殖倍数252

§40　关联系数随太阳活动性的变化及该法应用的某些实际问题254

40.1　随太阳活动性的改变关联系数的变化254

40.2　确定初级变化的某些实际问题254

40.3　仪器的全球校验和从地面台站网的的资料决定初级变化257

40.4 用大气吸收方法测量宇宙线变化258

§41　高能区的增殖倍数和关联系数260

41.1 与高能区外推关联系数有关的可能误差260

41.2　对于中子成分的增殖倍数和关联系数的计算261

41.3 用外推法估计倾斜μ介子通量的增殖倍数和关联系数262

41.4　在不考虑产生面的涨落和假设产生的π介子之间的能量均分情况下增殖倍数的近似计算263

41.5　考虑初级作用中π介子的产生谱、μ介子的衰变谱和产生高度的混淆性后，计算μ介子增殖倍数268

41.6 μ介子成分在高能区的关联系数［83］273

41.7 μ介子成分倾斜测量的关联系数（一维近似）274

41.8　地下μ介子望远镜对初级粒子的灵敏度275

41.9　考虑次级粒子产生的三维初级模型的关联系数277

41.10 用非寻常的Markov过程方法计算宇宙线中子成分的增殖倍数、关联系数和部分气压系数282

§42　在超高能区域按广延大气簇射数据得到的次级成分的增殖倍数286

42.1　在超高能区域增殖倍数的理论计算286

42.2　在超高能区域电子-光子成分增殖倍数的实验数据288

42.3　在超高能区域μ介子增殖倍数的实验数据288

42.4　在超高能初级粒子情况下核子的增殖倍数289

附录　关系函数方程的推导290

参考文献293