中外物理學精品書係·引進係列（7）·甚高能宇宙伽馬輻射：研究極端宇宙的關鍵窗口（影印版） [Very High Energy Cosmic Gamma Radiation:A Crucial Wind epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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內容簡介

　　《中外物理學精品書係·引進係列（7）·甚高能宇宙伽馬輻射：研究極端宇宙的關鍵窗口（影印版）》綜述瞭宇宙伽馬輻射這一現象的實驗觀測結果、起源的解釋和蘊含的信息。其中主要探討瞭宇宙射綫的産生，相對論性射束的物理和天體物理，以及觀測伽馬射綫宇宙學等研究方嚮。具體包括銀河係內和銀河係外的宇宙射綫的起源、極端天體物理條件（比如正在吸積的黑洞附近）下的加速和輻射過程、伽馬射綫暴等瞬態現象，以及與之相關的宇宙學課題等。《中外物理學精品書係·引進係列（7）·甚高能宇宙伽馬輻射：研究極端宇宙的關鍵窗口（影印版）》適閤天文學、宇宙學、粒子物理等領域的研究者和研究生閱讀。

內頁插圖

目錄

Preface
1 Introduction
1.1 "The Last Electromagnetic Window"
1.2 Energy Domains of Gamma Ray Astronomy
1.3 Gamma Ray Astronomy： A Discipline in Its Own Right

2 Status of the Field
2.1 Low Energy Gamma Ray Sources
2.1.1 The COMPTEL source catalog
2.2 High Energy Gamma Ray Sources
2.2.1 GeV blazars
2.2.2 GeV pulsars
2.2.3 Unidentified EGRET sources
2.3 The Status of Ground-Based Gamma Ray Astronomy
2.3.1 Brief historical review
2.3.2 Reported TeV sources
2.3.2.1 The Crab Nebula
2.3.2.2 Other plerions
2.3.2.3 Gamma ray pulsars
2.3.2.4 Gamma rays from supernova remnants
2.3.2.5 Other galactic sources
2.3.2.6 TeV blazars
2.3.2.7 Other extragalactic objects
2.3.3 Next generation of I ACT arrays
2.3.3.1 Atmospheric Cherenkov radiation
2.3.3.2 Stereoscopic detection of Cherenkov images
2.3.3.3 IACT arrays
2.3.3.4 Sub-10 GeV ground based detectors?
2.3.3.5 Large field-of-view detectors
2.3.3.6 IACT arrays for probing PeV y-rays

3.Gamma Ray Production and Absorption Mechanisms
3.1 Interactions with Matter
3.1.1 Electron bremsstrahlung and pair-production
3.1.2 Electron-positron annihilation
3.1.3 Gamma rays produced by relativistic protons
3.1.3.1 7rO-decay gamma rays
3.1.3.2 Nuclear gamma ray line emission
3.2 Interactions with Photon Fields
3.2.1 Inverse Compton scattering
3.2.2 Photon-photon pair production
3.2.3 Interactions of hadrons with radiation fields
3.3 Interactions with Magnetic Fields
3.3.1 Synchrotron radiation and pair-production
3.3.2 Synchrotron radiation of protons Relativistic Electron-Photon Cascades

4.Gamma Rays and Origin of Galactic Cosmic Rays
4.1 0rigin of Galactic Cosmic Rays： General Remarks
4.1.1 What do we know about Cosmic Rays?
4.1.2 What we do not know about Cosmic Rays?
4.1.3 Common beliefs and "nasty" problems
4.1.4 Searching for sites of production of GCR,s
4.2 Giant Molecular Clouds as Tracers of Cosmic Ray
4.2.1 Proton fluxes in the ISM near the accelerator
4.2.1.1 Impulsive source
4.2.1.2 Continuous source
4.2.1.3 The case of dense gas regions
4.2.2 Gamma rays from a cloud near the accelerator
4.2.3 Accelerator inside the cloud
……
5.Gamma Ray Visibility of Supernova Remnants
6.PuLsars, Pulsar Winds, Plerions
7.Gamma Rays Expected from Microquasars
8.Large Scale Jets of Radio Galaxies and Quasars
9.Nonthermal Phenomena in Clusters of Galaxies
10.TeV Blazars and Cosmic Background Radiation
11.High Energy Gamma Rays - Carriers of Unique Cosmological Information
Appendix A Spherically symmetric diffusion from a single source
Appendix B Evolution of relativistic electrons in an expanding magnetised medium
Bibliography
Index

前言/序言

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在過去的幾年中，隨著探測到許多不同的銀河係內和銀河係外的甚高能γ射綫源——超新星遺跡、脈衝星風星雲、巨分子雲、恒星形成區、緻密雙星係統和活動星係核，甚高能γ射綫天文學已經真正意義上成為瞭一門觀測學科。下一代可探測能量範圍在1010-1015電子伏特的立體成像大氣切倫科夫望遠鏡陣列將會大大增加觀測到的甚高能γ射綫源的數目，進而大幅度地推動天體物理、宇宙學和粒子天體物理的發展。

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有人說，甚高能γ射綫——能量超過1韆億電子伏特（eV）——是宇宙電磁波輻射的“最後窗口”。由於電磁場和強子之間的相互作用，自然界會産生大量的甚高能γ射綫。這些天然加速器可以把電子、質子和核子加速到TeV（1012eV）或者PeV（1015eV）的量級。與帶電粒子不同，γ射綫可以自由穿行在彌漫著星係際輻射和磁場的整個宇宙中。最後，這些γ射綫可以被空間或者地麵的探測器探測到。這三個特徵使得甚高能γ射綫攜帶瞭宇宙中最高能、最劇烈現象的信息。

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20世紀80年代後期位於美國亞利桑那州霍普金斯山的惠普爾10米望遠鏡使用IACT技術探測到瞭第一個可靠的、來自蟹狀星雲的甚高能γ射綫信號。在隨後的15年裏，探測的主力軍是位於法國西密斯的切倫科夫陣（CAT）、位於澳大利亞奧特班剋的澳大利亞、日本聯閤γ射綫天文颱（CANGAROO）、德國的高能γ射綫天文學實驗（HEGRA）、惠普爾望遠鏡以及其他一些小組。然而，他們當時隻探測到大約10個甚高能γ射綫源。因此，盡管有一些引人注目的結果，尤其是在耀變體中發現瞭γ射綫，但是這些努力並沒有取得巨大的突破，急需更靈敏的探測器。

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有人說，甚高能γ射綫——能量超過1韆億電子伏特（eV）——是宇宙電磁波輻射的“最後窗口”。由於電磁場和強子之間的相互作用，自然界會産生大量的甚高能γ射綫。這些天然加速器可以把電子、質子和核子加速到TeV（1012eV）或者PeV（1015eV）的量級。與帶電粒子不同，γ射綫可以自由穿行在彌漫著星係際輻射和磁場的整個宇宙中。最後，這些γ射綫可以被空間或者地麵的探測器探測到。這三個特徵使得甚高能γ射綫攜帶瞭宇宙中最高能、最劇烈現象的信息。

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HESS還發現許多年輕的脈衝星被彌漫的甚高能γ射綫輻射區所包圍。其中一些的形態會隨著能量變化而變化，當質子能量變大時源的尺寸會變小。這可以由電子的能量損失來解釋，並且強烈佐證瞭電子被加速到瞭100TeV，同時加速區位於低溫極端相對論性脈衝星風終端區之外。

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