极高能宇宙线一般是指能量高于1018eV的宇宙线粒子,其能谱测量、起源、化学成分、加速机制和传播过程等是目前宇宙线物理研究的主要内容。张丙开著的《极高能宇宙线能谱的测量》概述了极高能宇宙线研究的基本特点，包括极高能宇宙线的能谱、成分和起源。简要介绍了美国HiRes（HighResolutionFly’sEye）极高能宇宙线实验，系统分析了HiRes实验立体观测数据。根据探测器的特点，发展了一套新的簇射几何重建方法，使得簇射到达方向的角分辨达到0.4°，这对极高能宇宙线源的研究具有重要意义；同时改进了簇射的能量重建，使得实验的能量分辨达到11％。为了检验事例重建的方法和估计探测器的孔径大小，对探测器进行了细致的模拟，通过模拟数据和观测数据的对比，发现模拟数据很好地吻合了观测数据。大气质量对探测器的探测效率及孔径大小有较大的影响，本书研究了探测器孔径大小、空气质量和簇射几何的关系，通过一定的几何限制和能量限制，使得当能量高于1018.2eV以后，探测器的有效孔径大小几乎不受空气质量的影响。在此基础上，测量了极高能宇宙线的能谱，在10.8倍标准偏差的置信水平下确认了“踝”的存在，同时发现有迹象显示GZK截断的存在（3.7倍标准偏差）。本书所介绍的研究成果可供相关研究人员参考，相关的数据处理方法也能够为其他类似探测器的设计提供借鉴。
|
