Muon Bremsstrahlung and Muonic Pair Production in Air Showers
这项工作的目的是报告的修改空气簇射的发展，由于介子轫致辐射和介子对生产。为了做到这一点，我们已经实施了新的μ子轫致辐射和μ子对的生产过程中的AIRES空气簇射模拟系统，并已使用它来模拟在不同条件下的超高能簇射。上述过程在全球发展的空气簇射的影响是很重要的大天顶角的初级粒子，而它们不引入显着的变化，在簇射最大值的位置。
2000-06-08 astro-ph hep-ph
New p+C data in fixed target experiments and the muon component in extensive air showers
广泛的空气簇射（EAS）测量的解释强烈依赖于用于模拟参考簇射的强子相互作用模型。我们研究了低能强子相互作用的重要性，在模拟空气淋浴，产生的模拟包CORSIKA，广泛的空气淋浴的观察到的特点。特别是，我们详细调查的能量和相空间区域的次级粒子的生产是最重要的μ子生产。这个相空间区域被CERN的固定靶实验所覆盖。在这项工作的第二部分中，我们提出了初步的动量谱的二次π +和π-在p+C碰撞在12 GeV/c测量的HARP光谱仪在PS加速器在欧洲核子研究中心。此外，我们使用新的p+C NA 49数据在158 GeV/c检查强子相互作用模型的可靠性，在EAS的μ子生产。最后，可能性来衡量现有的和计划中的加速器实验中的强子生产的相关数量进行了讨论。
2006-12-06 astro-ph
Underground Water Cherenkov Muon Detector Array with the Tibet Air Shower Array for Gamma-Ray Astronomy in the 100 TeV Region
我们建议在海拔4,300 m的37,000 m $^{2}$西藏空气簇射阵（Tibet AS阵）周围建造一个大型水切伦科夫型μ子探测器阵（Tibet MD阵）。每个μ子探测器都是一个防水混凝土池，6米宽$\times$ 6米长$\times$ 1.5米深，配备有一个直径为20英寸的PMT。西藏MD阵列由240个μ子探测器组成，安装在地下2.5米处。其总有效面积为8，640米$^{2}$，可用于μ子探测。西藏MD阵列将通过基于计数伴随空气簇射的μ子数量的γ/强子分离，显著提高西藏AS阵列在100 TeV区域（10-1000 TeV）的γ射线灵敏度。西藏AS+MD阵列将对100 TeV区域的伽马射线具有比世界上任何其他现有探测器更好的数量级的灵敏度。
2006-11-01 astro-ph
Features of Muon Arrival Time Distributions of High Energy EAS at Large Distances From the Shower Axis
鉴于目前的努力，以扩大KASCADE实验（KASCADE-Grande）的观测广泛的空气簇射（EAS）的初级能量高达1 EeV，μ子到达时间分布的特点和它们与其他可观测的EAS量的相关性已被仔细检查的基础上，高能EAS，模拟与Monte Carlo代码CORSIKA和一般使用的QGSJET模型作为发电机。通过调用多变量分布分析的非参数方法，研究了各种可观测集的分类和误分类概率，系统地研究了充分定义的到达时间参数与其他EAS参数的各种相关性。事实证明，增加到达时间信息和跨观测时间分布的μ子的多重性具有明显的改善质量歧视的效果。研究的另一个结果是，对于所考虑的一次能量和距簇射轴的距离范围，与簇射核心到达时间的局部分布相比，全局到达时间分布对簇射核心到达时间的区分能力仅略有增强。局部第一μ子的到来。
2002-12-20 astro-ph
Distortions of Experimental Muon Arrival Time Distributions of Extensive Air Showers by the Observation Conditions
广泛的空气簇射（EAS）μ子的事件的事件测量的到达时间分布的影响和扭曲的各种相互关联的影响，起源于定时检测器的时间分辨率，从参考时间的波动和跨越个别EAS事件的到达时间分布的检测到的μ子的数量（多重性）。这些影响的起源进行了讨论，并提出了不同的校正程序，其中涉及详细的模拟和说明。所讨论的失真是相关的相对较小的观测距离（R < 200米），从EAS核心。它们的意义随着观测距离的增加和初级能量的增加而减小。本地到达时间分布，指的是所观察到的到达时间的第一个本地μ子证明是不太敏感的质量的主要。这一特点指出，到达时间测量的必要性与附加信息的EAS磁盘的曲率。
2001-10-17 astro-ph
Muon content of ultra-high-energy air showers: Yakutsk data versus simulations
我们分析了33个广泛的空气簇射（EAS）的样本，估计的初级能量超过2 \cdot 10^{19} eV和高质量的μ子数据记录的雅库茨克EAS阵列。我们比较，事件的事件，观察到的μ介子密度预期从CORSIKA模拟的初级质子和铁，使用SIBYLL和EPOS强子相互作用模型。这项研究表明存在两种不同的强子成分，“轻”和“重”。与EPOS的模拟是在一个很好的协议与预期的组合物中，轻组分对应于质子和重组分的类铁核。使用SYBILL，对于相同的电磁信号，铁原色的模拟μ介子密度比重组分的观测值小\sim 1.5倍。假设质子-铁组成为两组分，采用EPOS模型，在95%置信水平下，能量E>10^{19} eV的质子所占比例为0.52^{+0.19}-0.20}。
2008-02-18 astro-ph
Extended Air Showers and Muon Interactions
这项工作的目的是报告μ介子相互作用对天体粒子引发的空气簇射发展的影响。本文对介子韧致辐射和介子对产生相互作用的不同理论方法进行了比较研究。一个详细的算法，其中包括所有的相关特性，这些过程中已实施的AIRES空气淋浴模拟系统。为了测量这些μ子电磁相互作用的影响，我们模拟了不同条件下的超高能簇射。我们发现，在簇射发展的后期阶段（远远超过簇射最大值），许多全球观测值显着修改时，考虑到上述相互作用的相对而言。这在非常倾斜的簇射的电磁分量的情况下是最明显的。另一方面，我们的模拟表明，所研究的过程不会引起显着的变化，无论是在簇射最大值的位置或簇射前表面的结构。
2001-03-22 astro-ph hep-ph
Constraining the fraction of primary gamma rays at ultra-high energies from the muon data of the Yakutsk extensive-air-shower array
通过利用雅库茨克阵列探测到的空气簇射的总信号和μ子分量的数据，我们分析，在最近提出的事件的方法的框架，有多大的初级伽马射线在超高能量的部分可以。我们推导出初级宇宙射线积分通量中光子分数的上限。在95%置信水平（CL）下，这些限值对于初级能量E_0>4 \cdot 10^{19}eV为22%，对于E_0>2 \cdot 10^{19}eV为12%。尽管存在无μ子事件，但数据至少在95%CL下与完全不存在光子一致。系统的不确定性，特别是那些非光子原色的能量测定的结果的敏感性进行了讨论。
2007-01-09 astro-ph
Studying High $p_T$ Muons in Cosmic-Ray Air Showers
大多数宇宙射线空气簇射阵列专注于探测电磁簇射粒子和低能μ子。一些小组（最著名的是MACRO + EASTOP和SPASE + AMANDA）研究了簇射的高能μ子成分。然而，这些实验的立体角很小，并且没有研究远离核心的μ子。IceTop + IceCube组合，其1 km的$^2$ μ子探测区域可以研究远离簇射核心的μ子。IceCube可以测量它们的能量损失（$dE/dx$），从而测量它们的能量。利用能量和已知的产生高度分布，可以确定高$p_T$ μ子的横动量（$p_T$）谱。这些μ子的产生在微扰QCD中是可以计算的，因此测量的μ子谱可以用来探测入射宇宙线的组成。
2006-12-02 astro-ph hep-ex nucl-ex
Selection and reconstruction of very inclined air showers with the Surface Detector of the Pierre Auger Observatory
皮埃尔·俄歇天文台的切伦科夫水槽可以探测到所有天顶角的粒子，因此非常适合研究倾斜和水平的空气簇射（60 - 90度）。这种簇射的特征是地面上的μ子分量占主导地位，并且由于地磁场的弯曲作用，这种簇射的足迹非常细长和不对称，甚至可以呈现出小叶结构。专门的算法选择和重建这样的事件，以及相应的接受计算，已成立的基础上从淋浴模拟得到的μ子地图。
2007-06-26 astro-ph
Electromagnetic showers in a strong magnetic field
本文给出了强磁场中通过簇射模拟得到的主要簇射特性的结果。参数$χ\gg 1$的值考虑了磁韧致辐射和对产生的过程。我们比较我们的模拟结果与最近发展的级联理论在强磁场。
2000-01-13 astro-ph
Muon production in extensive air showers and its relation to hadronic interactions
本文研究了大范围空气簇射中μ介子的产生与低能强子多粒子产生特征之间的关系。使用CORSIKA，我们确定典型的能量和相空间区域的二次粒子，这是重要的μ子生产在广泛的空气淋浴和面对现有的固定目标测量的结果。此外，测量现有的和计划中的加速器实验中的强子生产的相关数量的可能性进行了讨论。
2005-12-21 astro-ph hep-ex
The primary cosmic ray composition between 10**15 and 10**16 eV from Extensive Air Showers electromagnetic and TeV muon data
宇宙射线的主要成分在能量范围10**15和10**16 eV之间，即，通过EAS-TOP空气簇射阵列（2005ma.s.l.，10**5 m**2采集区）和MACRO地下探测器（963 m a.s.l.，3100米最小岩石覆盖层，920 m**2有效面积）。使用的观测量是由EAS-TOP测量的空气簇射大小（Ne）和由MACRO记录的μ子数（Nmu）。这两个探测器平均相隔1200米的岩石，并位于各自的天顶角约30度。μ子到达宏观深度的表面能量阈值约为1.3 TeV。这种μ子是在簇射发展的早期阶段产生的，其运动区域与通常的Nmu-Ne研究相关的区域截然不同。该测量导致初级成分在初级光谱的拐点处变得更重，该拐点本身由初级轻成分（p，He）的光谱的陡化引起。结果证实了从表面的低能μ子（通常在GeV能量范围内）的观察报告，表明结论不依赖于生产区的运动学。因此，强子相互作用模型（CORSIKA/QGSJET）提供了一致的组合物的结果，从相关的数据产生的secondaries超过中心的快度区域。这种演变的膝盖区域的组成支持的“标准”银河系加速/传播模型，这意味着刚性依赖的不同组件的休息，因此休息发生在较低的能量在光谱的轻核。
2003-05-19 astro-ph
Blazing Cerenkov Flashes at the Horizons by Cosmic Rays and Neutrinos Induced Air-Showers
高能宇宙射线与中微子和中微子诱导的空气簇射相比，可以在地平线上通过它们的μ子，γ和切伦科夫燃烧信号进行测试。倾斜和水平C.R.阵雨（70-90天顶角）产生次级（伽马，e+，e-），主要是由高柱大气深度抑制。最早的簇射切伦科夫光子被大距离和空气不透明度稀释，而次级穿透μ子及其连续衰变为电子和伽马，可能会恢复额外的切伦科夫光。位于山顶或太空中的GeVs伽马望远镜可以探测到高达EeV C.R.的PeVs。和他们的第二次。详细的到达角和柱的深度，淋浴的形状，定时签名的光子闪光强度，可以告诉我们的高度相互作用和主要UHECR组成。在地平线下，在天顶角处，大量的单μ介子中，由μ介子束追踪的罕见的上行簇射将提供罕见的τ掠地中微子的证据，在EeV能量下。它们的速率可能与6.3 PeVs的反中微子电子诱导的空气簇射（主要是强子）起源于地平线以上，也低于地平线，在插入大气中的W共振在Escherhow峰。额外的和互补的UHE超对称中性伴子在几十PeVs-EeV的能量可能会闪耀，其特征电磁签名。它们的次级簇射闪耀的切伦科夫光和距离可能通过立体望远镜如魔术望远镜或赫斯阵列实验从UHECR中解脱出来。在目前的设置中，魔术的水平探测灵敏度（如果完全致力于地平线雨搜索）可能已经可以与PeVs能量的AMANDA地下中微子探测器相媲美。
2004-12-21 astro-ph
Spatial and Energy Distribution of Muons in Gamma-induced Air Showers
FLUKA Monte Carlo程序用于计算初级伽马射线入射到地球大气层的强子产生效应;对于本文给出的结果，只考虑了与天顶成0度角的初级角。FLUKA代码被认为是相当准确的再现实验的光子hadroproduction数据在1 GeV至10 TeV的能量范围内的研究。这样产生的带电π介子可以衰变为μ介子，其能量足以到达地能级。这些μ子的数量和它们的径向和能量分布的研究入射伽马射线能量从1 GeV到10 TeV。这些μ子的数量是不可忽略的;在某些情况下，它们可以用来研究潜在的伽马射线源，如伽马射线暴。例如，发现10 TeV的入射初级伽马射线平均产生3.4 μ子到达地能级;在地能级产生最大数量μ子的伽马射线能量取决于初级伽马谱的谱指数，该常数描述了初级伽马通量如何随着初级能量的降低而上升。例如：对于2.7的微分谱指数，有一个广泛的最大数量的μ子来自~ 30 GeV的初级伽马射线能量。
2000-11-16 astro-ph
Muon Charge Information from Geomagnetic Deviation in Inclined Extensive Air Showers
我们建议通过分析高能μ子在簇射横平面上的相对横向位置来提取它们在非常倾斜的大范围空气簇射中的电荷信息。我们计算了μ子在地磁场作用下的横向偏差，并将其与其他原因引起的色散偏差进行了比较。根据我们的可分辨性判据，当簇射天顶角大于$70^\circ$时，能量在$10^4$ GeV以上的正负μ子将被明显地分成两瓣.因此，我们提出了一种可能的方法来测量高能量μ子的$μ^+ / μ^-$比。
2006-11-22 astro-ph hep-ph nucl-ex
A New Approach to Mass Measurements of UHECR: Horizontal Air Showers
详细讨论了宇宙射线引起的水平阵雨的作用。本文提出了一种计算质子、重核或光子引起的水平空气簇射中μ子分量的新方法，它可以对地面μ子密度剖面进行简单的分析评价。最近开始的{ \sl利兹-圣地亚哥合作}，导致在超高能量组合物的重要限制，在Haverah公园阵列检测到的水平空气簇射的这些结果的第一个应用程序的结果的报告。
2000-11-22 astro-ph
Reconstruction of Neutrino-Induced Hadronic and Electromagnetic Showers with the ANTARES Experiment
ANTARES中微子望远镜正在法国地中海沿岸2400米深处建造。当高能中微子在水中相互作用时，带电的次级粒子产生切伦科夫光，这种光可以在光电倍增管中测量。不同的事件签名是可能的，这项工作介绍了一个重建算法的事件与强子和潜在的电磁簇射产生的信号在检测器。描述了一种用于簇射方向和能量的组合重建的算法，该算法基于极大似然拟合，该拟合将光电倍增管中针对假设的方向和能量的预期信号与实际测量的信号相匹配。
2006-06-28 astro-ph
New facts about muon production in Extended Air Shower simulations
虽然空气簇射模拟是解释宇宙射线数据的非常有价值的工具，但有一个长期存在的问题：似乎不可能同时容纳空气簇射的纵向发展和地面测量的μ子数量。使用一个新的强子相互作用模型（EPOS）的空气簇射模拟产生了相当多的μ子，从HiRes-MIA实验的结果一致。我们发现这主要是由于更好地描述了强子相互作用中重子-反重子的产生。这是迄今为止从未考虑过的空气簇射物理学的一个新方面。
2006-11-09 astro-ph hep-ph nucl-ex
Characteristics of air showers created by extremely high energy gamma-rays
本文应用伴随级联方程技术，考虑LPM效应和γ射线与地磁场的相互作用，计算了10^18- 10^22 eV极高能γ射线的性质。分析了观测能级上的电子和μ子含量、电子级联曲线、光生μ子的横向分布函数等特征。
2001-07-31 astro-ph
Muons with E_th >= 1 Gev and Mass Composition in the Energy Range 10^{18}-10^{20} ev Observed by Yakutsk Eas Array
测量了距离簇射轴300和600 m处的μ子通量密度与带电粒子通量密度之比（$\rhom(300)/\rhos(300)$和$\rhom(600)/\rhos(600)$）。此外，$\rhom(1000)$的能量依赖性进行了分析，与以上$10^{18}$ eV的能量阵雨。对原初质子、铁核和γ射线的实验数据和QGSJET模型的计算结果进行了比较。我们的结论是，具有$\E\ge3\times10^{18}$ eV的簇射可以由具有显著比例的质子和氦核的轻核形成。然而，不排除一小部分能量高于$10^{19}$ eV的簇射可能是由初级伽马射线引发的。
2005-07-07 astro-ph
Myon Density Measurements with the KASCADE Central Detector
给出了高能大范围空气簇射（EAS）中局部μ介子密度的频率分布，作为膝区初级宇宙线能谱的特征。再加上簇射核心位置、入射角和簇射大小等簇射总量变量，KASCADE实验能够测量两种不同μ子能量阈值的局部μ子密度。光谱已被重建为各种核心的距离，以及为特定的子样品，分类的基础上的簇射尺寸比N_mu/N_e。总样品的测量密度谱表现出明显的扭结，反映了初级能谱的拐点。在1- 10 PeV的能量范围内，当簇射尺寸比较小时，在EAS谱中观察到相对急剧的斜率变化，而当N_mu/N_e比值较大时，没有观察到这种特征。通过比较不同阈值和芯距下的谱与详细的蒙特卡罗模拟，讨论了EAS模拟的有效性。
2001-03-22 astro-ph
An experimental foundation for electromagnetic shower formation in the geomagnetic field
在非常高的能量下，地球的磁场对光子和轻子的作用就像一个强场，尽管在许多其他联系中认为磁场相当弱。本文讨论了这种效应与取向单晶中在可达加速器能量下所产生的相应的“强场效应”之间的密切联系。因此，这些效应构成了用于模拟磁场，特别是地磁场中电磁簇射发展的理论基础的实验验证。一个简短的讨论，更一般的方面，淋浴的发展领域目前在不同的距离尺度。
2003-06-09 astro-ph
The FLASH Thick Target Experiment: Direct Measurement of Air Fluorescence Yield in Electromagnetic Showers
在使用空气荧光技术重建广泛的空气簇射的一个关键假设是假设荧光是成比例的能量沉积在所有深度的簇射。这一假设，随着粒子分布和能量损失可以很好地模拟现代淋浴模拟软件，必须彻底验证，以验证空气荧光技术。我们在这里报告的结果，第一次直接测量的空气荧光产率作为淋浴深度的函数，在厚目标阶段的FLASH（荧光在空气中从SHOWers）实验计划在SLAC最终焦点测试光束设施。我们比较观察到的荧光产量作为淋浴深度的函数，同时测量带电粒子产量，预测的EGS和GEANT软件包，和经验的能量损失模型。我们还研究了相对产率与簇射深度的关系在多大程度上与荧光光谱内的波长无关。
2005-07-15 astro-ph
Muon pair production by photons in atmosphere: Is any room left for high-energy muon astronomy?
本文计算了高能光子在大气电磁和强子簇射中产生μ子对的情况。强子广延空气簇射（EAS）中μ子对产生的效应不太可能被下一代探测器发现。讨论了电磁簇射中μ子对产生过程在甚高能γ射线天文学中的应用。结果表明，虽然这个过程占主导地位的传统π介子和K介子衰变以上的几个TeV的光子引发的阵雨，并提供了一个独特的签名的光子诱导的事件（μ子对），它实际上是不可能的歧视统计等事件产生的强子EAS的μ子对的背景。事件的发生率非常低，需要巨大尺寸的探测器。
2001-11-23 astro-ph hep-ex hep-ph
Study of multi-muon bundles in cosmic ray showers detected with the DELPHI detector at LEP
LEP的DELPHI探测器已被用于测量宇宙射线与空气相互作用产生的多μ子束。这些宇宙事件是以“寄生模式”记录在单个电子+电子相互作用之间的，这些数据的总生存时间相当于1.6x10^6秒。DELPHI装置位于地下约100米处，84米的岩石覆盖层对μ子动量施加了约52 GeV/c的截止值。从大体积强子量能计的数据允许54201事件的μ子多重性被重建。将得到的μ子多重数分布与基于CORSIKA/QGSJET 01的蒙特卡罗模拟的预测进行了比较。该模型未能描述高多重性事件的丰度。研究了QGSJET内部参数对计算结果的影响。
2007-06-18 astro-ph hep-ex
Transfer matrix method to study electromagnetic shower
传递矩阵方法给出了多重分形的基本动力学。本文应用转移矩阵方法研究了切伦科夫图像的多重分形性质，并由此得到了电磁分量的概率分布。
2008-02-01 astro-ph physics.data-an
Fractal Electromagnetic Showers
研究了电磁簇射的自相似结构，并引入了簇射分形维数的概念。正在进行的研究中的各种材料和各种能量的阵雨，并讨论了观察到的分形标度行为的范围。应用快速淋浴模拟和识别，特别是在广泛的空气淋浴的背景下，也进行了讨论。
2000-06-11 astro-ph hep-ph
Applying Extensive Air Shower Universality to Ground Detector Data
空气簇射普遍性表明强子诱导的广泛空气簇射（EAS）的电磁部分可以完全用初级能量和簇射年龄来描述。此外，模拟结果表明，μ子部分是很好的特点是由一个整体的正常化，这取决于初级粒子和强子相互作用模型。我们调查的后果EAS的普遍性地面阵列，在大的核心距离采样EAS，并显示如何普遍性可以用来实验确定μ子的内容，以及宇宙射线空气淋浴的主要能量在一个独立的模型的方式。
2007-07-15 astro-ph hep-ex
Rates of Horizontal Tau Air-Showers observable by satellites
向上和水平的Tau空气簇射UpTaus和HorTaus可以追踪在地平线边缘掠过的超高能中微子Tau地球。我们表明，这样的事件，即使是最小的GZK中微子通量可以检测到的空间望远镜，如EUSO项目。这些水平Tau簇射将跟踪非常长的扇形，多指簇射，其特征将由EUSO，OWL实验揭示。此外，它们年轻的次级介子、电子对和伽马束闪光的额外印记可能会使它们的性质与水平簇射中较老的UHECR次级介子的性质分开。事实上，在大天顶角下，遥远和古老的超高能宇宙射线的μ子、电子对和伽马数变得相当。相反，来自UpTaus和HorTaus的向上的μ子束（以及通过反中微子电子+电子共振在阿格纽峰）可能出现在γ-μ子比高达10^2的年轻簇射中。这样一个非常典型的印记可能被山上的皇冠探测器阵列、太空中的飞机或气球以及太空中的伽马卫星观测到。我们估计了来自地球的UpTaus和HorTaus率以及由此产生的+/-μ束的事件率，这些束在92 °-97 °的通量可能超过大气中微子引起的上行μ子通量一至两个数量级。
2005-01-03 astro-ph hep-ph nucl-ex
Coherent Radio Pulses From GEANT Generated Electromagnetic Showers In Ice
无线电切伦科夫辐射可以说是探测1 PeV及以上超高能粒子簇射的最有效机制。在南极冰中出现的阵雨应该在1公里的距离内可以探测到。我们使用GEANT蒙特卡罗模拟报告冰中电磁簇射的发展。我们研究了簇射颗粒的能量沉积，并确定了几种不同介质的簇射参数，发现与已发表的结果（如果有的话）一致。我们还报告从带电粒子在淋浴的无线电脉冲发射，集中在切伦科夫角的相干发射。以前的工作集中在100 MHz至1 GHz范围内的频率。令人惊讶的是，我们发现，相干制度延伸到几十GHz。这可能会对未来基于无线电的中微子探测实验以及任何试图测量来自电磁簇射的相干切伦科夫辐射的测试束实验产生重大影响。我们的研究对南极的RICE实验特别重要。
2002-02-25 astro-ph hep-ph
Addendum to "Coherent radio pulses from GEANT generated electromagnetic showers in ice"
我们重新评估我们发表的计算GEANT 3.21和射频脉冲，他们在冰中产生的电磁阵雨。最近的一份报告表明，GEANT 3.21模型的簇射对电子跟踪子程序的内部设置很敏感。我们报告的淋浴和脉冲特性得到不同的设置GEANT 3.21和GEANT 4。GEANT 3.21中的电子跟踪的默认设置，我们在以前的工作中使用加速淋浴模拟的信息接近轨道的末端的成本。我们发现，跟踪电子和正电子的设置，以降低能量产生更准确的计算，更强烈的淋浴，并在低频率的无线电脉冲成比例地更强。在高频段，簇射跟踪算法与脉冲频谱的关系更为复杂。我们得到的径向分布的簇射粒子和相位分布的脉冲从100 GeV的簇射是与我们公布的结果一致。
2003-06-13 astro-ph hep-ph
Horizontal Tau air showers from mountains in deep valley. Traces of UHECR neutrino tau
超高能（UHE）Tau中微子可能会在未来的地下$Km^3$探测器中留下一个非常特殊的印记，在水和冰以及空气中：最罕见的次级Tau轨道和衰变可能超过μ子。事实上，在高能量下的韧致辐射导致较重轻子的轨道更长。辐射长度几乎与轻子质量的平方成正比。事实上，电子太轻了，它们在物质（液体或岩石）中的踪迹可以忽略不计（几十厘米）; μ子更容易被观察到，而τ子的寿命太短，射程太短，无法被发现。然而，由于相对论时间膨胀，物质中的UHE τ子踪迹，在$10^{17} eV$之上，被相对论增强，克服了相应的μ子踪迹，已经被韧致辐射对数制度所限制。在水或冰中，Kms的τ穿越可能会与常见的μ子轨迹混淆;它们的τ衰变可能会被误解为μ子的灾难性韧致辐射相互作用。为了节省UHE tau的发现，我们建议将tau在空气中的衰变观察到深谷山脉中，如峡谷或挖掘矿井的深处，在那里水平的空气淋浴会引起荧光或切伦科夫灯。山谷宽度屏蔽了水平次级μ子。谷高增加了立体角视图。水平的空气Kms大小的间隙提供了强的过滤UHE μ子对τ。在$Km^3$开挖间隙中，在PeV（W共振峰）能量下，每年应可观察到10个事件。在夜晚向高山的云子或在一个深的挖掘中寻找空气簇射可能是发现UHE中微子的最好和最便宜的方法，无论是在PeV能量的电子上的电子反中微子散射产生的，还是在EeV能量的μ子味振荡的直接τ中微子可能的遗迹。
1999-06-28 astro-ph hep-ph
Muon Charge Ratio of Ultrahigh Energy Cosmic Rays
高能宇宙射线的μ子电荷比可以提供信息来探测初级宇宙射线的成分。我们建议通过分析高能μ子在簇射横平面上的相对横向位置来提取它们在非常倾斜的大范围空气簇射中的电荷信息。
2008-08-19 astro-ph hep-ex hep-ph
Muon and Gamma Bundles tracing Up-going Tau Neutrino Astronomy
向上和水平的Tau空气簇射，UpTaus和HorTaus，可以追踪在地平线边缘掠过的超高能中微子Tau地球。它们的次级μ子、电子对和γ束闪光可以在水平簇射中追踪它们在UHECR次级上的性质。事实上，大气层是一个完美的放大器，也是阵雨的过滤器：向下和水平的μ介子束可能仍然是掠过地球大气层的超高能宇宙射线的起源，但它们丰富的伽马成分将被指数抑制。在大天顶角下，在穿过大于3 10^3 g cm^-2的大倾斜深度X后，μ子和次级γ（由飞行中μ子衰变产生的电子对）的数量是相当的。另一方面，来自UpTaus和HorTaus的向上的μ子束可能出现在一个γ μ子比大于10^2的年轻簇射中，留下一个特征性的印记。我们估计UpTaus和HorTaus率从地球，我们评估的结果事件率的μ子，电子对和γ束。我们表明，这样的事件，即使是最小的GZK中微子通量可以检测到闪烁体阵列放置在山上在1- 5公里，并指向地平线。所需的阵列面积在几十到几百平方米之间。理想的结构是一个面向地平线的王冠状双探测器阵列。我们认为，这样的探测器将能够探测到μ子束，其最小平均通量为10^-11 cm ^-2 s^-1 sr^-1，电磁粒子γ和电子对为3 10^-9 cm^-2 s^-1 sr^-1，对于GZK中微子通量，每年探测几次。
2004-09-20 astro-ph hep-ex hep-ph
