伽瑪射線暴極化的研究

《伽瑪射線暴極化的研究》是依託重慶大學，由林海南擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：伽瑪射線暴極化的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：林海南
• 依託單位：重慶大學

中文摘要

伽瑪射線暴（GRB）是發生在宇宙當中最劇烈的天體活動過程,是當今高能天體物理學最活躍的研究領域之一。自上世紀六十年代末首次發現GRB以來，經過近半個世紀的努力研究，不管在實驗上和理論上都有了突破性的進展。但是對一些最基本的問題，特別是GRB的中心引擎問題還不十分清楚。通過研究GRB光子的極化可以使我們對它的中心引擎有一個更加深入的了解。本申請項目旨在對GRB極化做詳細的理論研究，繼而深入探討GRB的中心引擎。我國計畫於2016年隨著天宮II號空間站發射一個高精度的伽瑪射線極化探測器POLAR，它的科學目標是精確測量GRB光子的極化。我們的研究項目與POLAR探測器緊密相結合。首先我們從理論上研究GRB各種可能的爆發機制及其不同極化特性。然後把理論計算與POLAR探測器觀測到的極化數據進行比較，挑選出最有可能的GRB模型並且限制模型參數，從而為進一步揭示GRB的中心引擎奠定基礎。

結題摘要

伽瑪射線暴（GRB）是發生在宇宙當中最劇烈的天體活動過程,是當今高能天體物理學最活躍的研究領域之一。自上世紀六十年代末首次發現GRB以來，經過近半個世紀的努力研究，不管在實驗上和理論上都有了突破性的進展。但是對一些最基本的問題，特別是GRB的中心引擎問題還不十分清楚。通過研究GRB光子的極化可以使我們對它的中心引擎有一個更加深入的了解。自2016年首次發現引力波以來，LIGO和Virgo合作組一共發現了十餘個引力波事件，從此我們進入了多信使天文學時代。通過對引力波、電磁對應體、中微子的聯合觀測，可以對GRB中心引擎有更加深入的了解。我們從量子電動力學的基本原理出發，計算了不同磁場結構下GRB的極化規律以及極化方向隨時間的演化。計算了伽瑪暴在傳播過程中由洛倫茲破壞引起的極化率改。研究了軟伽馬射線重複暴（SGR）和快速射電暴（FRB）的統計性質。研究了伽瑪暴中微子的物質效應和相干效應。用數值模擬方法研究了引力波作為標準汽笛在限制宇宙學參數方面的套用。提出了利用引力波和電磁對應體的聯合觀測來限制宇宙中精細結構常數的變化的新方法。利用銀河系旋轉曲線詳細研究了銀河系內暗物質分布情況等。我們在相關方面取得了一系列重要的研究成果，共發表SCI學術論文20篇。