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中意合作的ARGO-YBJ(Astrophysical Radiation with Ground-based Ob-servatory at YangBaJing)实验位于海拔4300米的羊八井宇宙线观测站上。它是由工作于流光模式的单层RPC(Resistive Plate Chamber)按照一个全覆盖模式搭成的阵列，探测器总面积超过6500平米，能够较为精确地记录广延大气簇射(Extensive Air Shower，简称EAS)发展到羊八井高度时的前锋面粒子分布的空间和时间信息。
寻找甚高能γ射线源是ARGO-YBJ实验的一个重要物理目标。但是数量巨大的各向同性分布的宇宙线带电粒子事例成为甚高能γ射线探测的背景，如何有效排除强子本底是实验的关键。ARGO-YBJ实验自2007年全阵列运行以来，一直未能找到一种有效地排除宇宙线本底的方法，制约了其灵敏度的提高。尤其是在高能端(>10TeV)，受探测器有效面积的限制，其灵敏度明显比低能端差，致使ARGO-YBJ实验无法观测到已知的能谱较硬的甚高能γ射线源，同时对已知源的高能端能谱也不能进行有效测量，很大程度上制约了其物理发现的能力。ARGO-YBJ实验凭借其独有的高海拔全覆盖优势实现了对广延大气簇射波前面结构的精细测量，基于这一特点，本文利用实验测量到的EAS前锋面的时间信息构造了一个新的鉴别参量，用来区分γ和质子簇射事例。该方法通过了详尽的模拟计算检验，将其用到标准烛光Crab Nebula的观测数据，显著性得到明显提高，表明该方法有效改善了ARGO-YBJ实验的灵敏度，并将产出多项后续物理成果。
ARGO-YBJ实验的另一个重要研究内容是“膝区”物理。由于ARGO-YBJ实验数据的数字读出只能对小于200TeV的宇宙线事例进行有效测量，为了使能量测量范围延伸至PeV能区，实验上通过在每块RPC上安装两块Big Pad，记录其产生的电荷读出信息，可以实现粒子数密度高达10000个粒子/m2的测量要求。RPC采用电荷读出在世界上尚属首次，理论上RPC电荷读出可以达到如此高的线性动态范围，但从未经过实验检验。RPC电荷读出受环境气压及温度的影响，利用加速器束流无法实现和ARGO-YBJ探测器的共点标定。本文提出在高海拔地区采用广延大气簇射的次级粒子作为标定束流，利用闪烁体探测器与RPC搭成符合测量望远镜系统的共点标定实验方案。该望远镜系统首先在北京(海平面)通过了可行性验证，而后移到ARGO-YBJ实验大厅进行共点测量。通过与ARGO-YBJ实验的符合测量完成了在粒子数密度<200/m2时的标定实验，同时粒子数密度100-1000/m2的阶段标定已达到400/m2。实验结果表明RPC的电荷读出和入射粒子数之间有很好的线性关系，更高粒子数密度的标定统计量有待进一步的积累。另外，本文还探讨了将RPC电荷读出的绝对标定结果传递到整个ARGO-YBJ阵列所有探测器的方法，用于这些探测器的电荷读出的修正。