Track Segments within Hadronic Showers using the CALICE AHCal
利用高粒度CALICE模拟强子量热计(AHCal),提出了一种能够识别强子簇射中类MIP径迹的跟踪算法。这样的算法提供了很好的工具,探测器的校准和强子簇射的子结构的研究。所识别的轨道的属性被用作Monte-Carlo数据比较的可观测量。
2010-06-18 hep-ex physics.ins-det
Tracking within Hadronic Showers in the CALICE SDHCAL prototype using a Hough Transform Technique
CALICE半数字强子量热计(SDHCAL)的高粒度提供了揭示强子簇射中存在的轨道段的能力。这些片段,然后被用来作为一种工具来探测的行为的活动层在原地,以更好地重建这些强子簇射的能量,并区分它们从电磁的。此外,这些轨道段的数据和模拟的比较有助于区分不同的淋浴模型中使用的模拟。为了提取记录在SDHCAL中的簇射中的轨道段,在适应强子簇射的致密核和SDHCAL活动介质结构的存在后,使用Hough变换。
2017-05-08 hep-ex physics.ins-det
Probing High-Energy Hadronic Interactions with Extensive Air Showers
在这篇文章中,我将回顾如何进行广泛的空气淋浴观测被用来探测高能强子相互作用。我将简要概述新的研究探索之间的联系的动力学的空气淋浴和多粒子生产,以及如何将这些知识转化为高能强子模型的约束。我还将概述直接测量,补充,并超出了,加速器实验。
2019-09-06 astro-ph.HE hep-ex
Study of the Hadron Shower Profiles with the Tile Hadron Calorimeter
本文研究了用纵向磁瓦结构的铁闪烁体磁瓦强子量能器探测到的强子簇射的横向和纵向分布。结果是基于100 GeV的π介子束数据。由于束流扫描提供了许多不同的束流撞击位置与细胞,它成功地获得了详细的横向簇射行为的图片。重建了四个深度和总热量计的径向能量密度。提出了三维强子簇射的参数化。
1999-03-22 hep-ex
3D software compensation of hadronic showers in the CRILIN crystal calorimeter
Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN(INFN弗拉斯卡蒂国家实验室)
针对CRILIN晶体量热器非补偿响应导致的强子能量重建困难,研究基于簇射形状的软件补偿技术,利用粒子网图神经网络实现显著性能提升。
2026-08-04 hep-ex
Containment and resolution of hadronic showers at the FCC
在一个潜在的未来圆形对撞机与$\sqrt{s}$ = 100 TeV的粒子产生的能量是未知的。在这份文件中,我们提出了强子簇射遏制和分辨率参数化的基础上Geant4模拟的概念探测器设计所需的强子量热在这个能量。在这项研究中使用的Geant 4工具包连同FTFP\_BERT物理列表。比较与测试束的数据从ATLAS瓷砖强子量能器。这些模拟激励12 $λ$量能器,以包含在98%的水平TeV的单强子簇射和多TeV的喷流,并保持π能量分辨率常数项为3%。
2016-05-04 hep-ex physics.ins-det
Sub-TeV hadronic interaction model differences and their impact on air showers
在亚TeV区,最广泛使用的强子相互作用模型在宇宙线诱导的空气簇射的粒子谱的预测上存在很大的分歧。我们调查的性质和影响模型的不确定性,集中在空气淋浴的主要能源之间的过渡高,低能量强子相互作用模型,其中的差异是最大的,并构成了大部分的相互作用在空气淋浴。
2022-12-09 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Report on Tests and Measurements of Hadronic Interaction Properties with Air Showers
本文总结了最近关于强子与空气簇射相互作用性质的实验和测量结果。本报告特别关注μ子密度测量。有几个实验报告了在大范围的空气簇射中模拟和记录的μ介子密度之间的偏差,而其他实验则报告没有差异。我们结合了八个领先的空气淋浴实验的数据,以涵盖淋浴能量从PeV到数十EeV。数据结合使用z尺度,一个统一的参考尺度的基础上模拟空气淋浴。实验的能量标度是交叉校准的。超过10 PeV,我们发现模拟空气阵雨的六个考虑强子相互作用模型的μ子赤字。赤字随着淋浴能量的增加而增加。对于EPOS-LHC和QGSJet-II.04模型,发现斜率在8 σ处是显著的。
2019-02-21 astro-ph.HE hep-ex
Studies of Hadronic Showers in SND@LHC
SND@LHC实验通过靶区和量能器观测LHC中微子碰撞产生的强子簇射,利用2023年CERN 100-300 GeV强子束测试数据,开发了簇射标记、起点定位和总能量测量方法。
2025-10-10 hep-ex physics.ins-det
Track Segments in Hadronic Showers: Calibration Possibilities for a Highly Granular HCAL
CALICE合作组已经建造了一个高度颗粒化的强子量能器,它基于用硅光电倍增器读出的小闪烁体瓦片。用这个探测器,数据在欧洲核子研究中心和费米实验室。高粒度的检测器允许识别强子簇射内的最小电离轨道段,展示了粒子流量热计的成像能力。这些轨迹可用于这种量热计的逐个单元校准。校准一个完整的ILC量热计与这样的轨道段的μ子的情况下的可能性也进行了研究。
2009-02-11 hep-ex physics.ins-det
Detailed studies of hadronic showers and comparison to GEANT4 simulations with data from highly granular calorimeters
CALICE合作的高度颗粒量热计原型提供了大量的数据样本,具有关于强子簇射的精确三维信息,包括钢和钨吸收体以及硅、闪烁体和气体检测器读数。从这些数据集,详细测量的空间结构,包括纵向和横向的淋浴配置文件和淋浴子结构和时间结构提取。最近的分析已经将这些研究扩展到具有闪烁体读出和钢和钨吸收体的量热计中的不同粒子种类,到硅钨量热计中的低于10 GeV的能量,并且提供了具有气体读出和在全立方米上$1\times1$ ~cm $^{2}$的前所未有的粒度的簇射子结构的第一研究。这些结果与不同强子物理模型下的Geant 4模拟结果进行了比较。它们对模拟代码提出了新的挑战,并为验证和改进高能物理探测器中强子相互作用的模拟提供了可能性。
2015-10-14 hep-ex physics.ins-det
Constraining models of hadronic showers using proton-Oxygen collisions at the LHC involving proton/neutron tagging
本文研究利用LHC 2025年质子-氧碰撞中前向质子/中子标记的色中性粒子介导过程,以约束和改进宇宙线强子簇射模型。
2024-02-20 astro-ph.HE hep-ex
Comparisons of hadronic shower packages
我们报告模拟研究比较各种强子簇射包。结果表明,从不同的模型的预测差异显着,说明测试梁数据来解决这种情况的必要性。
2004-09-16 hep-ex nucl-ex physics.data-an
New production channels for light dark matter in hadronic showers
强子簇射将它们的能量转移到电磁子簇射。我们表明,在这些子簇中的“二次”暗光子的产生是显着的,通常占主导地位的生产在低暗光子质量。然而,所产生的暗光子的能量比介子衰变产生的暗光子的能量低得多。我们说明这一点,半解析和通过蒙特卡罗模拟。现有的限制矢量介质的情况下,轻暗物质更新包括新的生产过程。
2020-09-09 hep-ex hep-ph
Exploring the structure of hadronic showers and the hadronic energy reconstruction with highly granular calorimeters
电磁和强子成像量热仪的原型开发和操作的CALICE合作提供了一个前所未有的财富的强子簇射的各种有源传感器元件和不同的吸收材料的高粒度数据。在本报告中,我们讨论了强子簇射的空间和时间结构的详细测量,以确定强子级联的不同阶段的量热计,然后面对基于GEANT 4的模拟使用不同的强子物理模型。这些研究还延伸到两种不同的吸收材料,钢和钨,在原型中使用。利用软件补偿和半数字能量重建,在单个探测器和组合的电磁和强子系统中,探测器的高粒度被利用在强子能量的重建中。结果包括新的模拟研究,预测颗粒量热计的可靠运行。此外,我们还展示了粒度和多元分析算法的应用如何实现附近颗粒的分离。我们将报告这些重建技术的性能不同的电磁和强子量热计,硅,闪烁体和气体活性元素。颗粒量热仪也是机器学习技术应用的理想试验场。我们将概述如何将这些技术应用于CALICE数据和CALICE模拟框架。
2022-09-20 hep-ex physics.ins-det
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 Time Structure of Hadronic Showers in Imaging Calorimeters with Scintillator and RPC Readout
强子簇射的内在时间结构进行了研究,以评估其对未来对撞机实验的计时能力和所需的集成时间的高颗粒强子量能器的影响。实验已经进行了15个探测器单元的系统,使用闪烁体瓷砖与SiPM读出和RPC,读出与快速数字化仪和深缓冲区。在CERN SPS的测试束期间,这些被安装在CALICE闪烁体-钨和RPC -钨量热计以及CALICE半数字RPC -钢量热计后面。我们将讨论这些系统的技术方面,并介绍在钢和钨量热计中测量强子簇射时间结构的结果。并与GEANT 4模拟结果进行了比较,为验证和改进物理模型提供了重要信息。此外,所观察到的时间结构与闪烁体和RPC活性元素的比较,这提供了洞察力的差异,在某些方面的强子簇射取决于读出技术的敏感性。
2013-08-29 hep-ex physics.ins-det
The Time Structure of Hadronic Showers in Calorimeters with Scintillator and with Gas Readout
强子簇射的特点是在空间和时间域中具有丰富的粒子结构。即时组件来自相对论性碎片,存款的能量在ns尺度,而后期组件主要与级联中子。为了测量这些后期成分的影响,建立了两个实验,基于气体和塑料活性层与钢和钨吸收剂。活性层材料的不同选择产生对中子的不同响应,并因此产生对后期能量沉积的不同响应。在讨论了这些系统的技术方面后,我们提出了一个比较的信号,读出与快速数字化深缓冲区,并提供详细的信息的时间结构的强子簇射在一个长的采样窗口。
2014-06-01 hep-ex physics.ins-det
Hadronic Interaction Modelling in MINOS
主注入器中微子振荡搜索(MINOS)使用两个相距735公里的探测器来测量费米国家加速器实验室的主注入器(NuMI)设施中的中微子产生的中微子束。该实验最近报道了一个观察到的μ介子中微子消失与中微子振荡一致。我们描述的方式,实验的结果取决于正确的理解和建模的强子系统。
2007-01-09 hep-ex
Separation of two electromagnetic or electromagnetic - hadronic showers in CALICE SiW ECAL and ILD
CALICE合作正在开发高度颗粒量热仪,适用于使用粒子流算法对射流中的粒子进行单独重建。这种量热计应该在未来的高能$e^{+}e^{-}$对撞机上提供最好的喷流能量分辨率。在高喷流能量下,通常在70-100 GeV以上,喷流粒子簇开始重叠,分辨率取决于分离它们的能力。本文介绍了在CERN'07和FermiLab'11的束流试验中,用CALICE SiW ECAL和AHCAL物理样机收集的单簇射事件混合,并利用国际大型探测器(ILD)蒙特卡罗模拟,分离两个重叠的电磁簇射或电磁-强子簇射的结果。我们使用三种可用的PFA重建程序(Pandora,Garlic和Arbor)。
2018-02-02 hep-ex physics.ins-det
Constraints and measurements of hadronic interactions in extensive air showers with the Pierre Auger Observatory
广泛的空气簇射的特点是敏感的强子相互作用的能量和运动学领域超出了那些测试的人造加速器的细节。在这些地区的强子相互作用模型的无限制的外推阻碍了超高能宇宙线数据的解释的初级质量组成。我们报告皮埃尔俄歇天文台是如何能够约束强子相互作用模型测量的μ子内容和μ子生产深度的空气阵雨,也通过测量质子-空气截面的粒子生产在一个中心的质量能量每核子为57 TeV。
2014-05-20 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Constraints on hadronic models in extensive air showers with the Pierre Auger Observatory
由超高能宇宙射线引发的广泛的空气簇射对强子相互作用模型的细节很敏感,因此我们提出了使用皮埃尔俄歇天文台的数据获得的主要结果。电磁发展最大值发生的深度是推断宇宙射线性质的最敏感参数。然而,强子模型不能一致地描述最大和μ子测量的能量高于在大型强子对撞机达到的。
2016-08-25 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
A new air-shower observable to constrain hadronic interaction models
研究了大气簇射中μ子在地面的能谱,提出了一个新的观测量来约束用于大气簇射模拟的强子相互作用模型。提出了一种描述μ子基态能谱的非对称高斯函数,并在初级粒子、能量和强子相互作用模型下研究了它的参数。基于两个现实的测量μ介子密度在一个给定的距离从簇射轴,一个新的可观察(\rmu)的定义。考虑到探测器分辨率和测量事件数的实际值,它也表明\rmu可以成功地用于约束低和高强子相互作用模型。这项研究的重点是在$10^{17.5}$和$10^{18.0}$ eV之间的能量范围,因为这个间隔的粒子物理和天体物理模型的重要性。新的观察到的约束力被证明是大的,在目前的实验能力。
2017-07-25 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Particle Showers in a Highly Granular Hadron Calorimeter
CALICE合作已经构建了高度颗粒化的电磁和强子量能器原型,以评估未来线性对撞机检测器系统中使用的技术。强子量能器使用小的闪烁体单元,用硅光电倍增器单独读出。自2006年以来,拥有7608个通道的系统已在DESY,CERN和Fermilab的束流测试中成功运行,并代表了这些设备在高能物理实验中的首次大规模测试。探测器前所未有的粒度提供了强子簇射性质的详细信息,这有助于通过与模型计算的比较来约束强子簇射模型。我们将讨论纵向和横向的簇射剖面的结果相比,各种不同的簇射模型,目前的研究使用软件补偿技术的强子簇射的能量重建。
2010-08-13 hep-ex physics.ins-det
Simulation and Parameterization of Longitudinal Development in Extensive Air Showers for Different Hadronic Interaction Models
利用AIRES系统(19.04.00版)对几种高能强子相互作用模型(SIBYLL、QGSJET和EPOS)的纵向发展进行了模拟分析。模拟是针对不同的高能量(10^17、10^18和10^19)eV和两种不同的初级粒子(质子和铁核)进行的,有几个天顶角值(0^o、10^o和30^o)。使用S形函数(玻尔兹曼模型)对纵向发展的簇射大小进行了参数化,并给出了一个新的四个参数,作为能量范围(10^17-10^19)eV之间的初级能量的函数。将所获得的结果数据(簇射粒子的参数化数量)与实验结果(皮埃尔俄歇实验)进行比较,为垂直EAS簇射中固定初级能量为10^19 eV的初级质子提供了一个迷人的匹配。
2022-01-22 astro-ph.HE hep-ex
Multijet matrix elements and shower evolution in hadronic collisions: W b bbar + n jets as a case study
本文研究了W规范玻色子、重夸克对和n个额外喷注(n ≤ 4)的强子碰撞末态的产生。完整的部分子树级QCD矩阵元素的评估使用的ALPHA算法,并在部分子水平产生的事件,然后通过QCD簇射演化,并最终强子化使用的相干簇射演化由HERWIG蒙特卡罗提供。我们讨论了我们的Monte Carlo实现的细节,并提出了Tevatron对撞机和大型强子对撞机的现象学兴趣的结果。我们还评论的影响,我们的计算上的背景W(H -> b bbar)的生产,当只有一个b喷注标记。
2001-08-07 hep-ex hep-ph
Test of the hadronic interaction models at around *10 TeV with Tibet EAS core data
自2009年5月以来,ASγ合作在中国西藏开始了一项混合实验,该实验由爆发探测器网格(YAC,羊八井空气簇射核心阵列)和西藏空气簇射阵列(Tibet-III)组成。YAC的第一步,称为YAC-I,包含16个探测器单元,并在距离簇射轴数米的空气簇射核心中观测高能电磁粒子,Tibet-III阵列测量空气簇射的总能量和到达方向。YAC-I通过对空气簇射堆芯的多参数测量,检验了目前用于空气簇射模拟的强子相互作用模型,如QGSJET、SIBYLL、EPOS等。在本文中,我们使用了从2009年5月1日到2010年2月23日由YAC-I收集的数据集。用于本分析的有效生存时间为169.65天。本文报道了10 TeV能区相互作用模型检验的初步结果。
2013-03-13 astro-ph.HE hep-ex
Measurements and tests of hadronic interactions at ultra-high energies with the Pierre Auger Observatory
广泛的空气簇射是复杂的物体,是由超高能的单一宇宙射线引发的数十亿粒子反应的结果。它们的特性对初级宇宙线的质量和强子相互作用的细节都很敏感。许多决定簇射特征的相互作用发生在运动学区域,其能量超出了人造加速器的测试范围。我们将报告在每个核子的质心能量为39 TeV和56 TeV的情况下测量质子-空气截面。我们还将通过研究电磁最大值的深度分布的时刻,空气簇射中μ子的数量和生产深度,以及最后基于表面探测器信号的上升时间的参数,对簇射的电磁和μ子分量敏感,来显示后LHC强子相互作用模型与簇射数据的比较。虽然有很好的协议,发现基于电磁簇射组件的观测值,观察到的μ子敏感量的差异。
2019-05-15 astro-ph.HE hep-ex
Potential for measuring the longitudinal and lateral profile of muons in TeV air showers with IACTs
μ子在地球大气中的强子广泛空气簇射(EAS)中大量产生,并被粒子空气簇射探测器用作识别引发EAS的初级宇宙射线的手段。成像大气切伦科夫望远镜(IACTs),设计用于探测γ射线启动EAS的甚高能(VHE)γ射线天文学的目的,受到一个相当大的背景信号,由于强子EAS。虽然强子EAS通常被拒绝用于伽马射线分析目的,但在这种簇射中产生的单个μ子在IACT中产生清晰可识别的信号,μ子图像通常被保留并用于校准目的。对于具有立体触发器的IACT阵列,当μ子触发一台望远镜时,IACT阵列中的其他望远镜通常会检测到相关的强子EAS。我们首次展示了IACT阵列的竞争力测量的μ子含量的空气簇射,其横向分布和纵向剖面的生产倾斜高度在TeV的能量范围内的潜力。这些信息可以为强子相互作用模型提供有用的输入。
2019-03-28 astro-ph.IM hep-ex
Understanding Energy Dependent Hadronic Calorimeter Response from a Machine Learning Perspective
Fudan University(复旦大学);Institute of Modern Physics, Fudan University(复旦大学现代物理研究所);East China Normal University(华东师范大学)
利用机器学习系统研究强子能量重建,结合闪烁光、切伦科夫光、带电粒子和三维簇射拓扑,在10 GeV以下将能量分辨率从(57.6±3.7)%/√E提升至(34.1±2.8)%/√E。
2026-06-09 hep-ex
Tests of hadronic interactions with measurements by Pierre Auger Observatory
皮埃尔·俄歇天文台的混合设计使得能够测量由超高能宇宙射线引发的大范围空气簇射的一些特性。通过将这些测量结果与空气簇射模拟的预测进行比较,可以推断宇宙射线的质量组成,并测试加速器达到的能量之外的强子相互作用。本文将介绍Pierre Auger天文台的空气簇射测量结果的汇编,这些结果对强子相互作用的性质很敏感,可以用来约束强子相互作用模型。不同的观测值之间的解释之间的不一致性,以及它们的测量和模拟之间的不一致性表明,目前使用的强子相互作用模型都不能提供一个适当的描述的空气淋浴,特别是μ子的生产。
2018-10-01 astro-ph.HE hep-ex
Deep-Inelastic Final States in a Space-Time Description of Shower Development and Hadronization
我们扩展了量子动力学的方法来描述强子簇射在空间,时间和动量空间的深度非弹性$ep$碰撞,特别是在HERA的实验。我们按照硬散射事件的历史回到初始强子状态,并向前形成的色单重前强子集群和它们的衰变成强子。类空初态簇射和类时二次部分子的时间演化被类似地处理,团簇形成被处理使用一个空间标准的禁闭和强子化的非微扰模型的动机。我们计算了粒子在快度、横向和纵向空间的分布随时间的演化。我们还比较了横向强子能流和强子质量分布与HERA的实验数据,发现令人鼓舞的结果。本文中开发的技术可能会在未来应用到更复杂的过程,如eA,pp,pA和AA碰撞。
1996-05-28 hep-ex hep-ph
The performance of the LHCf detector for hadronic showers
大型强子对撞机正向实验(LHCf)的设计目的是使用LHC来对宇宙射线物理中使用的强子相互作用模型进行基准测试。LHCf实验测量了LHC碰撞非常前沿区域发射的中性粒子。本文通过模拟计算和束流实验研究了LHCF探测器对强子簇射的探测性能。对500 GeV以上中子的探测效率为60%~ 70%。能量分辨率约为40%,位置分辨率为0.1 - 1.3mm,取决于中子的入射能量。用350 GeV质子束在CERN-SPS上对MC模拟确定的能量尺度和MC模拟的有效性进行了检验。
2013-12-20 hep-ex physics.ins-det
CaloHadronic: a diffusion model for the generation of hadronic showers
Institute for Experimental Physics, Universität Hamburg(汉堡大学实验物理研究所);CERN(欧洲核子研究中心)
CaloHadronic 提出了一种基于 transformer 的扩散模型,用于在高度粒状成像 calorimeter 系统中生成电磁和强子 shower,通过注意力机制提升模拟精度和效率。
2026-01-30 cs.LG hep-ex hep-ph
Measurements of the Time Structure of Hadronic Showers in a Scintillator-Tungsten HCAL
对于需要精确时间戳的量热计应用,探测器中强子簇射的时间结构是一个至关重要的问题。这特别适用于CLIC的探测器概念,其中考虑使用具有钨吸收体的强子量热计来实现高水平的簇射遏制,同时满足严格的空间限制。在CLIC的2 GHz的束交叉频率相结合,在3 TeV的高强子背景从伽马-伽马强子过程中需要良好的时间戳的检测器。为了提供高粒度闪烁体-钨量能器中时间结构的首次测量,T3 B,一个专用的计时实验,被安装在CALICE WHCAL原型的最后一层后面,这是一个30层钨闪烁体量能器。T3 B由15个小型闪烁体单元组成,其中嵌入了硅光电倍增器,用快速数字化仪在2.4 us的时间窗口内读出,并提供信号时间结构的详细测量。离线数据重建使用在物理触发之间记录的噪声事件来执行自动增益校准,并且允许确定每个光子在光子传感器处的到达时间。的T3 B设置,它的校准和数据重建,以及第一次结果的时间结构的量热计的响应记录在欧洲核子研究中心PS面对Geant 4模拟使用不同的物理列表。
2011-09-15 hep-ex physics.ins-det
T3B - An Experiment to measure the Time Structure of Hadronic Showers
T3 B实验的目标是以纳秒精度和高空间分辨率测量强子簇射的时间结构,以及CALICE强子量能器原型,重点是使用钨作为吸收介质。该探测器由一条15个闪烁体单元组成,每个单元由硅光电倍增器(SiPMs)和快速示波器读出,并带有PC控制的数据采集系统。数据重建使用迭代减法技术,该技术以亚纳秒的精度确定每个光子在光传感器上的到达时间。校准基于在数据采集期间不断记录的单光子等效暗脉冲,自动消除SiPM增益的温度依赖性。此外,SiPM后脉冲的统计校正证明。为了提供工具,比较T3 B数据与GEANT 4模拟,一个数字化例程,占探测器的能量存款的探测器响应,已实施。
2013-12-04 hep-ex physics.ins-det
Probing hadronic interactions with measurements at ultra-high energies with the Pierre Auger Observatory
广泛的空气簇射的特征来自于引发其发展的原始超高能宇宙射线的质量和供给它的强子相互作用的性质。通过其混合探测器设计,皮埃尔·奥杰天文台测量了大气中簇射的纵向发展和到达地面的粒子的横向分布,从中计算了一些参数,并与根据LHC数据调整的当前强子相互作用模型的预测进行了比较。目前,关于μ子的产生存在着一种紧张关系,因为测量到的丰度超过了所有的预测。这种差异,测量到$\sim$ 140 TeV的质心能量,是无法解决的,通过质量组成的参数,由测量的电磁簇射最大值的深度的限制。在这里,我们讨论了强子敏感的阵雨观测值的汇编及其与模型预测的比较,并简要讨论了AugerPrime升级的新探测器的测量结果。
2021-01-04 astro-ph.HE hep-ex
A Monte Carlo study to check the hadronic interaction models by a new EAS hybrid experiment in Tibet
设计了一个新的EAS混合实验,在现有的西藏-III空气簇射阵列中构建了一个YAC(羊八井空气簇射芯)探测器阵列。YAC的第一步称为“YAC-I”,由16个塑料闪烁体单元(4行x 4列)组成,每个单元的面积为40 cm * 50 cm,用于检查AS模拟中使用的强子相互作用模型。Monte Carlo研究表明,YAC-1可以记录到由几十TeV能量的初级粒子引起的空气簇射核心区的高能电磁分量,其中初级成分是由空间实验直接测量的。它可以提供一个直接检查强子相互作用模型目前使用的空气簇射模拟在相应的能源领域。本文讨论了观测方法和观测事件的特征对不同相互作用模型的敏感性。
2013-03-14 astro-ph.HE hep-ex
Average universal shower profile reconstruction using radio interferometry
Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE), Universidade de Santiago de Compostela(加利西亚高能物理研究所,圣地亚哥-德孔波斯特拉大学);Faculty of Physics, University of Warsaw(华沙大学物理学院);Departamento de Física, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa(里斯本大学高级技术学院物理系);LIP - Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas(粒子仪器与实验物理实验室)
本文利用射电干涉测量技术直接从射电数据中重建平均纵向剖面,提取Gaisser-Hillas参数(R,L),并证明其在区分初级质量组成和强子相互作用模型方面具有更高灵敏度。
2026-05-15 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Hadronic physics with the Pierre Auger Observatory
广泛的空气簇射是由超高能量的单一宇宙射线引发的数十亿粒子反应的结果。它们的特性对初级宇宙线的质量和强子相互作用的细节都很敏感。超高能宇宙射线可以用来在实验上扩展我们对能量和运动学区域中强子相互作用的知识,而不是用人造加速器测试。我们报告皮埃尔俄歇天文台是如何能够测量质子-空气截面的粒子生产在一个中心的质量能量每核子的39 TeV和56 TeV,也约束新的强子相互作用模型调整后的结果的大型强子对撞机,通过测量:空气簇射的电磁纵向轮廓的平均形状,它们达到最大值时的深度分布的时刻,和内容和生产深度的μ子在空气淋浴与一个主要的质心能量每核子周围和以上的100 TeV的规模。
2015-12-09 astro-ph.HE hep-ex
Comparison of hadron shower data with simulations
CALICE合作组成员设计并建造了一台厚度为5.3核相互作用长度的模拟强子量能器样机。AHCAL原型由38层钢板和7608闪烁体瓦片的夹层结构组成,这些瓦片由耦合到SiPM的波长移动纤维读出。信号通过定制设计的ASIC进行放大和整形。开发了一种基于LED灯的校准/监测系统,以监测SiPM增益并测量完整的SiPM响应曲线,以校正非线性。最终,物理学目标是研究强子簇射形状和测试粒子流的概念。技术目标包括测量7608 SiPM的性能和可靠性。AHCAL原型在DESY,CERN和FNAL的测试束中进行了调试,并记录了不同能量和入射角的强子簇射,电子簇射和μ子。
2010-07-17 hep-ex physics.ins-det
Measurement of observables sensitive to coherence effects in hadronic Z decays with the OPAL detector at LEP
利用LEP OPAL探测器在$\sqrt{s}=91$ GeV收集的约397000个$e^+e^-$强子湮灭事例,研究了QCD相干性。这项研究是基于四个最近提出的观测是敏感的扰动制度中的相干效应。测量这些可观的,随着不同的部分子簇射模型的预测比较。这些模型包括传统的部分子簇射模型和偶极天线模型。不同的排序变量被用来调查他们对预测的影响。
2015-05-07 hep-ex hep-ph
Electron-Hadron shower discrimination in a liquid argon time projection chamber
通过利用电磁和强子簇射之间的结构差异,在多元分析中,我们提出了一个有效的电子-强子鉴别算法的液态氩时间投影室,使用Geant 4模拟数据进行验证。
2013-03-14 hep-ex physics.ins-det
Investigating Production of TeV-scale Muons in Extensive Air Shower at 2400 Meters Underground
Tsinghua University(清华大学)
利用 Jinping 中微子实验原型探测器数据,研究地下缪子通量,发现与Hadronic相互作用模型预测存在40%的偏差,揭示了宇宙射线的质子成分及解决缪子谜题的途径。
2026-04-01 astro-ph.HE hep-ex
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
Forward hadron production in proton-air collisions above LHC energies through the fluctuations of extensive air showers
Departamento de Física, Instituto Superior Técnico (IST), Universidade de Lisboa(里斯本大学高等理工学院物理系);Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas (LIP)(粒子实验与仪器实验室);Technische Universität Dortmund(多特蒙德工业大学)
通过研究质子-空气碰撞中扩展大气簇射的波动,揭示高能范围内强子生产的新的探测方法。
2026-02-25 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Matching perturbative and Parton Shower corrections to Bhabha process at flavour factories
我们报告的Bhabha过程中的量子电动力学的高精度计算,感兴趣的精确光度测定的电子-正电子对撞机参与R测量的强子共振区域。该计算是基于匹配的精确次领先的订单更正与Parton淋浴算法。与现有的独立计算的比较,并通过详细分析的理论不确定性的主要组成部分,包括双回路校正,强子真空极化和光对的贡献,证明了该方法的准确性。该计算是在事件发生器BABAYAGA的改进版本中实现的,其理论精度为0.1%。该发生器现在可用于香料工厂的Bhabha过程的高精度模拟。
2006-11-06 hep-ex hep-ph
Characterisation of different stages of hadronic showers using the CALICE Si-W ECAL physics prototype
本文用能量范围为2- 10 GeV的$π^-$介子入射到高粒度硅钨电磁量能器上,详细研究了强子相互作用.这些数据于2008年在FNAL记录。区域中的$π^-$ -介子与探测器材料和产生的二次粒子相互作用的特点是使用一种新的寻轨算法,重建轨道内的强子簇射在量热计中的磁场的情况下。还论证了利用二次径迹进行探测器监测和校准的原理。
2019-09-18 hep-ex physics.ins-det
Muon number rescaling in simulations of air showers
使用LHC调谐的强子相互作用模型(如EPOS-LHC和QGSJetII-04)预测的广泛空气簇射中的μ子数量小于领先的宇宙线实验记录的簇射中观察到的数量。在本文中,我们提出了一种新的方法来获得μ子重标度因子通过分析模拟阵雨的重建。所使用的z变量(探测器中初始模拟和重建的总信号的差异)与μ子信号有关,大致与天顶角无关,但取决于初级宇宙射线的质量。该方法的性能进行了测试,使用Monte Carlo簇射模拟的混合探测器的皮埃尔俄歇天文台。有一个单独的z值从每个模拟的混合事件,相应的信号在1000米从淋浴轴,并使用模拟淋浴的μ子分数的参数化,我们可以计算的μ子信号的乘法重新缩放参数在地面探测器,即使是一个单独的事件。我们还可以研究它作为天顶角和初级宇宙线质量的函数的依赖性。这不仅提供了一种可能性,以测试/校准的强子相互作用模型,但也得到的$β$指数,描述的μ子的数量增加作为一个函数的初级能量和宇宙射线的质量。详细的模拟显示了$β$指数对强子相互作用性质的依赖性,因此确定这个参数对于理解μ子亏损问题是很重要的。
2021-08-17 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Hadronic interactions at ultra high energies -- tests with the Pierre Auger Observatory
皮埃尔俄歇天文台是一个混合探测器,用于探测E > 1 EeV的宇宙射线。从收集到的数据中,我们估计了在sqrt(s)= 55 TeV的质子-质子截面,并测试了强子相互作用模型的其他特征,这些模型使用了LHC能量的外推。携带簇射大部分能量的电磁分量使用荧光望远镜精确测量,而簇射的强子骨干则通过测量到达表面探测器的μ子来间接测试。分析表明,模型未能一致地描述这两个组成部分,预测地面上的μ子太少。
2017-10-20 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
High-energy interactions at the Pierre Auger Observatory
超高能宇宙射线(UHECR)与大气原子的相互作用可以发生在超过100 TeV的质心能量,而目前人造加速器高达13 TeV。因此,它提供了一个独特的机会,探索强子相互作用的最高能量。然而,强子相互作用性质的提取广泛的空气簇射(EAS)的特点,这是由UHECR诱导,本质上与初级宇宙线的性质。因此,为了打破强子相互作用和主要质量组成之间的简并,必须实现对簇射观测量的一致描述。过去几年,皮埃尔·俄歇天文台(Pierre Auger Observatory)进行了这种详细的研究,该天文台是世界上最大的UHECRs探测器。它结合了两种互补的技术来测量EAS特性。在这次演讲中,我们将介绍关于电磁和μ子簇射分量的簇射观测值的最新测量,以及其在主要质量组成方面的解释。它对粒子物理学的影响将被讨论,特别是质子-空气截面的测量。最后,通过对不同测量结果的联合分析,将表明没有一个后LHC高能强子相互作用模型能令人满意地描述这些数据。
2015-10-23 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Investigating the influence of diffractive interactions on ultra - high energy extensive air showers
对超高能大范围空气簇射基本性质的理解,在很大程度上依赖于对LHC探测能量范围以外强子相互作用的描述。在空气簇射的建模中存在的不确定性之一是衍射相互作用的处理,衍射相互作用由非微扰物理学主导并且通常由唯象模型描述。预计这些相互作用将影响空气簇射的发展,因为它们提供了一种在大气深处输送大量能量的方式,从而改变了簇射轮廓的全球特征。本文研究了高能强子碰撞和超高能宇宙线相互作用中衍射相互作用对可测观测量的影响。我们考虑三种不同的唯象模型的衍射物理的治疗和估计的影响,这些相互作用的弹性,秒数,纵向空气簇射轮廓和μ子密度的质子-空气和铁-空气碰撞在不同的初级能量。我们的研究结果表明,衍射事件有不可忽略的影响,这些相互作用的独特的方法,目前在唯象模型,是一个重要的理论不确定性的来源广泛的空气淋浴的描述。
2017-01-18 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Impact of QCD jets and heavy-quark production in cosmic-ray proton atmospheric showers up to 10$^{20}$ eV
在对撞机物理学中常用的PYTHIA 6 Monte Carlo(MC)事件发生器首次与密度与空气相同的氢大气的快速输运模拟相连接,以研究能量为E $_{CR}\approx 10^{14}$ -$10^{20}$ eV的宇宙射线质子产生的扩展大气簇射(EAS)的性质。与宇宙线物理学中常用的强子MC发生器(EPOS-LHC、QGSJET和SIBYLL)不同,PYTHIA包括产生更硬的强子喷流和重夸克(粲夸克和底夸克),从而产生更高的横动量末粒子,这可以解释数据中观察到的几个异常。EAS的电磁,强子和μ子特性产生的PYTHIA 6的各种设置,调整到质子-质子数据在LHC测量,比较那些从EPOS-LHC,QGSJET 01,QGSJET II,和SIBYLL 2.1。尽管他们不同的基础部分子动力学,与PYTHIA 6产生的EAS的特性之间的MC发电机的其余部分预测。唯一的例外是在距离簇射轴较大的横向距离处的μ子分量,PYTHIA预测的活动比其他模型更多。重夸克的生产,在这项研究中实施的氢气氛中,似乎并没有发挥关键作用的EAS μ子属性,指向核效应负责的μ子异常中观察到的空气淋浴数据。
2018-09-17 astro-ph.HE hep-ex hep-ph