The hadronic interaction model SIBYLL 2.3c and Feynman scaling
蒙特卡罗模型Sibyll的设计是为了有效地模拟强子多粒子生产的最高能量，解释宇宙射线测量所需的。15年多来，Sibyll的2.1版本一直是空气簇射模拟的标准模型之一。受LHC和固定靶实验数据的启发，以及对强子相互作用现象学的更好理解，我们开发了该模型的改进版本2.3，已于2016年发布。在这篇文章中，我们提出了一个修订版本的这个模型，称为Sibyll 2.3c，这是进一步改进，通过调整粒子产生谱，以匹配预期的费曼标度在碎裂区域。在简要介绍了Sibyll 2.3和2.3c相对于Sibyll 2.1的变化后，给出了该模型对簇射最大深度、地面μ子数量和广泛空气簇射中μ子能谱的当前预测。
2017-09-21 hep-ph
The strong interaction at the collider and cosmic-rays frontiers
在大型强子对撞机（LHC）的质子-质子碰撞中测量的包容性粒子生产的第一个数据进行比较，预测的各种强子相互作用Monte Carlos（QGSJET，EPOS和SIBYLL）通常用于高能宇宙射线物理。虽然合理的整体协议被发现的一些模型，没有一个再现一致的sqrt（s）的所有测量的观测量的演变。我们讨论了新的大型强子对撞机数据的影响，在强子-强子和宇宙射线相互作用的非微扰和半硬部分子动力学建模的最高能量的今天研究。
2011-06-13 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Comparison of the moments of the Xmax distribution predicted by different cosmic ray shower simulation models
本文研究了用蒙特卡罗模拟方法预测的宇宙线簇射达到最大值（\Xmax）的深度。使用\Xmax测定一次粒子质量只能通过将测量值与模拟预测值进行比较来完成。因此，研究现有模拟模型之间的差异非常重要。我们用\Corsika和\Conex程序研究了\Xmax分布的一阶矩和二阶矩。该研究在从$10^{17}$到\energy{20.4}的能量范围内进行了高统计。我们的分析集中在强子相互作用模型\Sibyll和\Qgsjet在\Corsika和\Conex中的不同实现。结果表明，\meanXmax和\sigmaXmax的预言对模拟程序和强子相互作用模型的结合有一定的依赖性。虽然这些差异很小，但在某些情况下不可忽略（最差情况下高达5 g/cm $^2$），应将其视为\meanXmax和\sigmaXmax模型预测的系统不确定性。我们已经包括了一个表格，其中建议了模型预测的系统不确定性。最后，我们提出了一个参数化的\Xmax分布的质量和能量的函数，根据模型\Sibyll和\Qgsjet，并显示了一个例子，其应用程序获得预测的\Xmax分布从宇宙线传播模型。
2013-03-15 astro-ph.HE 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
Impact of high-energy hadron interactions on the atmospheric neutrino flux predictions
研究了强子相互作用特征对高能大气中微子谱的影响。利用已知的高能强子模型SIBYLL 2.1、QGSJET-II、Kimel和Mokhov对测量数据中的初级宇宙线谱进行了参数化的一维计算。结果进行了比较与Frejus数据和AMANDA-II测量以及与其他计算。SIBYLL和QGSJET-II获得的中微子通量的巨大差异（在1 TeV时高达1.8倍）似乎是相当出乎意料的，请记住在同一能量区域的强子和μ子通量计算。
2009-12-16 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Study of Monte Carlo event generators for proton-proton collisions at LHC energies in the forward region
在本文中，我们提出了一个比较研究PYTHIA，EPOS，QGSJET，和SIBYLL发生器。考虑的全局事件观测量是带电能流、带电粒子分布、带电强子产生比和$V^{0}$比。研究是在LHCb和TOTEM基准相空间的最小偏差模拟数据样本\emph{pp}碰撞在$\sqrt{s} = 7$ TeV使用参考测量上述实验。在大多数情况下，测量值都在最极端的预测所定义的范围内。观测到的预测值和测量值之间的差异似乎在很大程度上是由从中央赝快度区域（$|η| \leq$ 2.5）的外推造成的，在该区域中，发生器主要是调谐的。
2019-06-06 hep-ph
Study of pT spectra of light particles using modified Hagedorn function and cosmic rays Monte Carlo event generators in proton-proton collisions at 900 GeV center of mass energy
利用ALICE实验测量的pT范围为0.1-2.5 GeV/c，赝快度小于0.5的带电粒子（包括π介子、K介子和（反）质子）在900 GeV质心能pp碰撞中的横动量谱，采用修正的Hagedorn函数和嵌入的横向流速，并与EPOS-LHC、Pythia、QGSJET和Sibyll模型的预测进行了比较.我们发现，平均横向流动速度随颗粒质量的增加而减小，而从函数中提取的动力学冻结温度随颗粒质量的增加。前者的变化范围为0.36 c到0.25 c，而后者的变化范围为76 MeV到95 MeV。模型预测的拟合也产生与实验数据相同的T0和β值。唯一的区别是n和N 0的值，这对不同的模型产生不同的值。EPOS-LHC、Pythia和QGSJET模型再现了π介子在大部分pT范围内的数据，EPOS-LHC和Sibyll模型再现了高达1.5 GeV/c的K介子在大部分pT范围内的数据，EPOS-LHC模型再现了高达1.6 GeV/c的质子在大部分pT范围内的数据。模型模拟还再现了ALICE实验报告的平均横向动量随质量增加的行为。
2021-12-06 hep-ph
Constraints from the first LHC data on hadronic event generators for ultra-high energy cosmic-ray physics
超高能宇宙线（UHECR）在地球大气中产生广泛的空气簇射，其初始能量和质量的确定依赖于质心强子多粒子产生的详细模型。碰撞能量比在粒子对撞机上研究的高两个数量级。第一个大型强子对撞机（LHC）的数据已经扩展了三倍以上的厘米。在这些能量中，我们可以直接测量质子-质子，以与强子模型进行比较。在这项工作中，我们将LHC在能量sqrt（s）= 0.9、2.36和7 TeV处的包容粒子产生结果与宇宙线（CR）物理学中常用的各种强子蒙特卡罗（MC）模型（QGSJET、EPOS和SIBYLL）的预测进行了比较。作为一个标准的对撞机物理模型的基准，我们还显示了PYTHIA（和PHOJET）的预测与各种参数设置。虽然合理的整体协议，发现一些MC，没有一个再现一致的平方（s）演变的所有观测。我们讨论了新的大型强子对撞机数据的最高能量的宇宙射线相互作用的描述的影响。
2011-05-04 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Diffuse flux of galactic neutrinos and gamma rays
我们计算了银河系中宇宙射线与星际物质相互作用产生的中微子和伽马射线的通量。我们使用EPOS-LHC、SIBYLL和GHEISHA计算了动能在1 ~ 10^8 GeV的质子、氦和铁碰撞中这些粒子的产额，并将宇宙线密度与银河系盘和晕中的平均磁场强度进行了关联。我们发现，在E>1 PeV的流量非常强烈地依赖于宇宙射线的组成，而在1-5 GeV的主要来源的不确定性是宇宙射线光谱的日光层。我们表明，银河中微子的扩散通量变得大于传统的大气在E>1 PeV，但在所有的冰立方能量，它是4倍小于大气通量的前向魅力衰变。
2017-02-28 astro-ph.HE hep-ph
High-energy cosmic ray fluxes in the Earth atmosphere: calculations vs experiments
在能量范围为10-10^5 GeV的宇宙线强子和μ子的大气通量的一个新的计算已经在强子产生模型EPOS 1.6、QGSJET II-03、SIBYLL 2.1和宇宙线物理学家感兴趣的其他模型中完成。本文利用ATIC-2、Gamma实验的直接数据和Zatsepin和Sokolskaya最近提出的模式以及Gaisser和Honda的初级宇宙线谱参数化方法，计算了大气中几个层次的次级宇宙射线通量。计算的强子和μ子通量的能谱作为天顶角的函数进行了比较，测量以及其他计算。考虑了初级宇宙线通量和强子模型预测的不确定性对大气强子和μ子谱的影响。
2008-09-25 astro-ph hep-ex hep-ph
Chromo: A High-Performance Python Interface to Hadronic Event Generators for Collider and Cosmic-Ray Simulations
本研究推出Chromo软件包，为多款主流强子事件生成器提供零开销统一Python接口，支持多格式导出与事件操作，适配科学Python生态，可服务对撞机与天体粒子物理模拟。
2025-07-29 astro-ph.HE hep-ph physics.comp-ph
Confronting models on cosmic ray interactions with particle physics at LHC energies
非弹性pp碰撞是由软（低动量转移）物理主导的，微扰QCD不能完全应用。深入理解软过程和半硬过程对于预测即将上线的pp大型强子对撞机（LHC）的最小偏差和潜在事件至关重要。此外，进入大气层的宇宙射线粒子的相互作用对这些软过程非常敏感，因此无法从第一原理中制定。正因为如此，空气簇射分析强烈依赖于强子相互作用模型，该模型将对撞机数据外推几个数量级。本文用最常用的高能宇宙线强子相互作用模型（SIBYLL和QGSJET）和对撞机物理模型（PYTHIA多部分子模型）对pp碰撞（LHC质心能量~ 14 TeV）进行了蒙特卡罗模拟的比较研究。最相关的分布进行了研究，包括那些从衍射事件与不同的模型之间的区别的目的是可观的。
2007-03-20 hep-ph
Probing the environments surrounding ultrahigh energy cosmic ray accelerators and their implications for astrophysical neutrinos
我们探索的超高能宇宙射线（UHECR）源环境的推断-限制的频谱和组成的UHECR和极高能量中微子的非观测-和它们的影响所观察到的高能天体物理中微子谱。我们发现加速机制产生幂律CR谱~ $\propto E^{-2}$是兼容的UHECR数据，如果CR在高刚度是在准弹道扩散制度，因为他们逃离他们的源环境。以气体为主和以光子为主的源环境都能够解释UHECR观测结果，但以光子为主的源给出了更好的拟合。此外，以气体为主的源与当前的中微子约束处于紧张状态。精确测量$\sim 10$ PeV的中微子通量将提供有关以气体为主的源的可行性以及扩散激波加速是否与UHECR观测一致的关键信息。我们还表明，UHECR源是能够给一个很好的适合的天体物理中微子光谱的高能量部分，以上$\sim$ PeV。如果用Sibyll2.3c强子相互作用模型解释空气簇射数据，那么UHECR和高能天体物理中微子的共同起源是自然的，Sibyll2.3c强子相互作用模型在参数空间的同一部分给出了UHECR和天体物理中微子的最佳拟合，但不是EPOS-LHC。
2021-12-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
LHC updated hadronic interaction packages analyzed up to cosmic-ray energies
对给定强子粒子撞击给定靶的高能模拟实验结果进行了统计分析。射弹的能量范围从低于LHC的尺度到最高的宇宙射线能量。本研究是利用强子相互作用模型QGSJET、EPOS和SIBYLL的前后版本进行的。我们的分析表明，后LHC模型呈现较小的差异，在各种数量的特征产生的次级粒子强子碰撞后，在比较相应的差异，发现比较各自的旧（前LHC）版本的强子模型。然而，我们也发现，即使在LHC的能量尺度上，模型之间也存在一些差异，这需要进一步的理论研究。强子碰撞的不同模型对空气簇射发展的影响的额外分析也包括在内。它包括一个详细的研究的影响，不同的前和后LHC版本的强子模型的考虑，相关的观测，如μ子生产深度分布。
2018-10-16 hep-ph
Hadronic collisions: physics, models and event generators used for simulating the cosmic ray cascade at the highest energies
大多数强子事件发生器，可用于模拟强子和核碰撞的最高能量是非常相似的，在他们的建设和基本的理论概念。在能源，从加速器和对撞机实验的数据是可用的模型同意相当不错，彼此和数据的最重要的功能。一旦我们比较了模型在更高能量下的外推，我们就会发现，尽管基本理论概念相似，但模型预测之间往往存在显著差异。
2000-12-14 hep-ph
FLUKA as a new high energy cosmic ray generator
FLUKA是一个多用途的蒙特卡罗程序，它可以在用户定义的几何形状中传输各种能量的粒子。在这里，我们提出了一个新的FLUKA库，它允许高能宇宙射线在地球大气中的相互作用和传播以及高能μ子在地下/水下环境中的传输
2010-02-24 astro-ph.IM hep-ph
Determination of the Cosmic Antideuteron Flux in a Monte Carlo approach
本文研究了宇宙射线与星际物质高能碰撞中产生的反氘流。我们采用Monte Carlo发生器DPMJET-III与合并模型一起模拟，在事件的基础上，在我们的银河系宇宙射线碰撞中的反氘产生。然后，我们使用扩散模型来计算期望通量。我们发现在地球上的次级反氘通量大约是以前的计算中的两个小的因素。
2013-01-16 astro-ph.HE hep-ph
From Earth to Mars and Beyond: AI-Driven Cosmic-Ray Validation and Prediction with CorsikaAgent
School of Physics and State Key Laboratory of Nuclear Physics and Technology, Peking University（北京大学物理学院和核物理与技术国家重点实验室）
该研究开发了基于大语言模型的可审计系统CorsikaAgent，可配置、执行和验证CORSIKA空气簇射模拟，能预测地球、火星、金星等环境的宇宙线缪子通量，实现从可审计复现到第一性原理预测的扩展。
2026-10-14 hep-ph
Model studies of V0 production ratios in $pp$ collisions at $\sqrt{\mathrm{s}}$ = 0.2, 0.9, and 7 TeV
A comparative study of $V^0$ ratios has been performed between HIJING, Sibyll and QGSJET model-based event generators in this paper. The ratios under study are { \alam }/{ \lam }, { \alam }/{ \ks } and { \xim }/{ \lam } as a function of rapidity $y$ , rapidity loss ( $Δy$ ) and { \ppt } from $pp$ collisions at \sqrts ~= 0.2, 0.9, and 7 TeV and these simulations are then compared with the STAR and LHCb fiducial phase spaces in different { \ppt } regions. Although the models could produce some of the ratios in a limited { \ppt } and/or $y$ region, none of them completely predicts the experimenta…
2022-05-29 hep-ph nucl-th
Atmospheric MUons from PArametric formulas: a fast GEnerator for neutrino telescopes (MUPAGE)
中微子望远镜将在未来几年内为观测高能天体物理学提供新的机会。在这些实验中，来自大气中初级宇宙射线相互作用的大气μ子起着重要作用，因为它们为校准和测试提供了最丰富的事件源。另一方面，它们是主要的背景来源。本文介绍了一种用于水下/冰中微子望远镜的大气μ子束快速蒙特卡罗发生器（简称MUPAGE）。MUPAGE是基于参数公式[APP 25（2006）1]，该公式是从宇宙射线簇射的完整蒙特卡罗模拟中获得的，宇宙射线簇射在束中产生μ子，其向下传播到5 km w.e.。它在用户定义的虚拟圆柱体的表面上产生事件运动学，围绕探测器。根据一个特定的初级宇宙线通量模型，利用地下实验测量的μ子通量，模拟了束中μ子的多重数、μ子的空间分布和能谱。作为应用的一个例子，给出了在水深为2450 m、面积为3 km^2的圆柱面上产生同相轴的结果。
2008-07-04 astro-ph hep-ex hep-ph
A simple model for the evolution of a non-Abelian cosmic string network
在本文中，我们提出的数值模拟的结果，旨在研究非阿贝尔宇宙弦网络的行为。特别是，我们有兴趣讨论的变化，在系统的渐近行为，因为我们变量的拓扑缺陷的发电机的数量。提出了一个产生宇宙弦的简单模型，并讨论了它的格点离散化。生成的宇宙弦网络的演化，然后研究了不同的值的拓扑缺陷的发电机的数量。缩放的解决方案似乎在大多数情况下接近，我们提出了一个参数来证明缺乏缩放的剩余情况。
2016-05-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining strongly coupled new physics from cosmic rays with machine learning techniques
宇宙射线与大气层的相互作用允许探测超高能量下的基本相互作用。因此，我们得到的限制强耦合的新物理模型，通过他们的宇宙射线空气簇射的印记。使用Monte Carlo事件发生器Herwig和HERBVI以及空气簇射模拟器CORSIKA来模拟这些过程，我们将机器学习算法应用于模拟的可观测量，以区分通过QCD背景的新物理产生的事件。然后，我们使用的信号和背景的歧视性能，新的物理模型的截面设置潜在的限制。
2019-11-06 astro-ph.HE hep-ph
New calculation of antiproton production by cosmic ray protons and nuclei
在过去几年中，空间宇宙射线（CR）测量的准确性和统计数据的急剧增加已经取得了一些突破。最令人困惑的是，正电子分数上升到~10 GeV以上，超过了假设纯二次生产的传播模型的预测。反质子产生截面的准确性对于天体物理学的应用和新物理学的探索至关重要，因为CR中的反质子似乎掌握着许多谜题的关键，包括那些多余正电子的起源。然而，在CR与星际气体相互作用中反质子产生的模型计算通常采用过时的参数化或使用过时的物理概念。这可能导致对反质子数据的错误解释，这可能对天体物理学的其他领域产生广泛的影响。在这项工作中，我们使用EPOS-LHC和QGSJET-II-04计算pp-，pA-和AA-相互作用中的反质子产生，这两个最先进的蒙特卡罗（MC）发生器调谐到许多加速器数据，包括来自大型强子对撞机（LHC）的数据。我们发现，这些MC发电机获得的反质子产量不同的数量级，从产量的参数化常用的天体物理学。
2015-02-14 astro-ph.HE hep-ph
The Monte Carlo Event Generator DPMJET-III
本文介绍了一种新的蒙特卡罗事件发生器DPMJET。它是一个基于Dual Parton模型的代码系统，统一了DTUNUC-2、DPMJET-II和PHOJET 1.12事件发生器的所有功能。DPMJET-III允许模拟强子-强子、强子-核、核-核、光子-强子、光子-光子和光子-核的相互作用，从几个GeV到最高的宇宙射线能量。
2000-12-19 hep-ph
QGSJET-III model of high energy hadronic interactions: II. Particle production and extensive air shower characteristics
本文介绍了QGSJET-III模型，通过改进强子化过程提升次级粒子产生谱的预测准确性，并成功应用于广延大气簇射特征的计算。
2024-04-27 hep-ph
Dark Matter Search in Space: Combined Analysis of Cosmic Ray Antiproton-to-Proton Flux Ratio and Positron Flux Measured by AMS-02
太空中的暗物质搜寻已经进行了很多年。宇宙线光子、带电反粒子和中微子的测量是间接寻找暗物质的有用工具。宇宙射线的反粒子能谱具有几个令人兴奋的特征，如AMS-02实验精确测量的能量为10 - 500 GeV的未预料到的正电子过剩和能量为60- 450 GeV的反质子/质子的显著扁平，这些特征不能用星际介质中的次级产生同时解释。在这项工作中，我们报告的宇宙射线反质子和正电子谱所产生的暗物质上的空间依赖的传播模型的二次生产的顶部的组合分析。本文分别利用EPOS LHC和QGSJET-II-04 m两台最新的蒙特卡罗发生器，从反质子产生的截面讨论了系统学问题。我们比较了他们的结果。在EPOS LHC的情况下，我们发现暗物质对湮灭到分支比为100%的τ轻子通道是唯一可能解释数据的单通道方案。另一方面，在QGSJET-II-04 m的情况下，不存在单个可能的信道。我们还提出了可能的双通道方案的基础上，这两个蒙特卡洛发生器。
2018-04-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Hadron Interactions for Arbitrary Energies and Species, with Applications to Cosmic rays
Pythia事件发生器被用于研究强子和轻子的相互作用，特别是$pp$和$p\bar{p}$碰撞。在这篇文章中，我们扩展了强子模型，包括碰撞的广泛的强子$h$与质子或中子，或与一个简化的模型的核物质。为此，我们的模型$hp$的总截面和部分截面作为能量的函数，并引入新的部分子分布函数为广泛的强子，所需的适当的建模的多部分子相互作用。通过对大气中宇宙射线演化的简单研究，以及对固体探测器材料中簇射演化的更简单研究，说明了该框架的潜在用途。新代码将可用于未来的应用。
2021-08-07 astro-ph.HE hep-ph
Remnant Break-up and Muon Production in Cosmic Ray Air Showers
本文讨论了高能强子非弹性相互作用中的残余碎裂与宇宙线空气簇射中μ子产生之间的关系。利用一个新开发的工具，一个简单而灵活的强子事件发生器，我们分析了强子相互作用的前向区域。我们表明，在LHCf的束分裂区域的费曼-x分布的测量将是关键，了解μ子生产在空气淋浴定量。
2007-12-10 hep-ph
Cosmic ray interactions in the atmosphere: QGSJET-III and other models
讨论了高能强子碰撞蒙特卡罗发生器QGSJET-Ⅲ的物理内容。在QGSJET-III中实现的新的理论方法进行了详细讨论，并与其他宇宙线相互作用模型的替代治疗方法进行了比较。介绍了宇宙线引起的大范围空气簇射的计算特征，分析了QGSJET-III模式与其它模式各自结果的差异。特别是，它表明，这些差异部分是由其他相互作用模型的严重缺陷。
2022-08-11 hep-ph
Rapidity Distribution within Landau hydrodynamical model and EPOS event-generator at RHIC Energies
在BRAHMS实验（Au+Au碰撞）中测量的定义明确的粒子π介子、K介子、质子及其反粒子的快度分布，在$\sqrt{s_{NN}}$ = $62.4$和$200$ GeV处，与由宇宙线蒙特卡罗（CRMC）EPOS事件发生器推导的10万个事件的巨大统计系综进行了比较。所有这些数据，然后进行比较的朗道流体动力学模型。我们的结论是，朗道流体动力学模型是能够描述实验数据和EPOS $1.99$事件发生器的结果，他们是在很好的协议。
2022-02-18 hep-ph
Models for cosmic ray interactions
评述了强子相互作用的现代模型。基本的唯象方法进行了比较，强调预测的空气簇射特性。特别注意目前强子MC发生器和宇宙线数据之间的剩余差异。最后，未来的前景有关模型的改进进行了讨论，特别是关于不同的模型之间的加速器或宇宙射线测量的基础上区分的可能性。
2006-01-27 hep-ph
A basic model for high energy cosmic ray interactions
Universität Hamburg（汉堡大学）；Karlsruher Institut für Technologie（卡尔斯鲁厄理工学院）
本文提出一个基于Reggeon场论的高能宇宙射线相互作用蒙特卡罗生成器，提供透明物理、充足参数自由度和高效计算的模型，用于研究空气簇射微观特性及与加速器数据的兼容性。
2026-03-13 astro-ph.HE hep-ph
Future Collider Measurements for Cosmic Ray Induced Air Shower Modelling
针对宇宙线簇射污染伽马簇射识别且事件生成器预测差异大的问题，本研究确定背景来源，定义强子对撞机感兴趣赝快度区，发现LHCf、RHICf覆盖该区大部，建议测中性π能谱以约束生成器参数、降低背景估计误差。
2025-03-24 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
Simulation of radio emission from cosmic ray air shower with SELFAS2
本文对大气中超高能宇宙射线引发的空气簇射的射电辐射进行了微观计算。所采用的策略是计算电磁分量的每个二次粒子贡献，并在任何位置构建总信号。SELFAS 2是一个不依赖于像AIRES或CORSIKA这样的空气淋浴发生器的代码，它基于空气淋浴普遍性的概念，这使得它完全自主。空气簇射中的每个正电子和电子都是随机产生的，遵循相关的分布，并沿着它们在大气中的传播轨迹跟踪它们。我们在本文中证实了早先的结果，无线电发射主要是由于横向电流的时间导数和时间导数的电荷过剩。除了平行于地磁场的空气簇射的情况外，由地磁场中的电荷的系统偏差产生的横向电流的时间导数与电荷过量贡献相比通常是占主导地位的。
2012-03-23 astro-ph.HE hep-ph
Hadron-Hadron and Cosmic-Ray Interactions at multi-TeV Energies
2009年11月至2009年11月在ECT* 中心（特伦托）举行的“多TeV能量下的强子-强子和宇宙射线相互作用”研讨会。2010年12月，理论家和实验学家聚集在一起，讨论粒子，核和宇宙射线社区共同感兴趣的高能强子相互作用物理学问题。QCD结果对撞机实验-主要是从大型强子对撞机，但也从Tevatron，RHIC和HERA -进行了讨论，并比较各种强子蒙特卡罗发电机，旨在提高我们的软，半硬和硬部分子动力学的理论理解。还介绍了各种地面观测站的最新宇宙射线结果，重点是对地球大气层中产生的扩展空气簇射的第一次强子相互作用进行现象学建模。这些小型会议记录包括介绍和会议上提出的简短会谈摘要。
2011-07-14 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Meson production in air showers and the search for light exotic particles
宇宙射线在地球大气层中引起的空气簇射产生的介子衰变可以导致在地下实验中可以检测到的轻奇异粒子的通量。利用QCD激发的事件发生器计算了宇宙线质子和氦核与空气相互作用中产生的轻中性介子$π^0$、$η$、$ρ^0$、$ω$、$ϕ$和$J/ψ$的能谱.总结了在单个强子相互作用中产生的介子，得到了未衰变介子的通量。作为应用，我们重新考虑中性介子电磁衰变通道中产生的毫荷电粒子的情况。
2021-06-22 astro-ph.HE hep-ph
Bayesian analysis of spatial-dependent cosmic-ray propagation: astrophysical background of antiprotons and positrons
AMS-02实验报告了银河系宇宙射线（CR）中反质子/质子比的新测量结果。在$E\sim\,$ 60-450 GeV的能量范围内，发现这个比率是非常恒定的。使用最近的数据CR质子，氦，碳通量，10 Be/9 Be和B/C的比例，我们已经进行了全球贝叶斯分析的基础上的马尔可夫链蒙特卡罗抽样算法下的“两个光环模型”的CR传播。在这个模型中，CR被允许经历一个不同类型的扩散时，他们在银河系的磁盘附近的区域传播。我们发现，该区域的垂直范围是约900 pc以上和以下的磁盘，和相应的扩散系数的尺度与能量为$D\sim\,E^{0.15}$，以及描述的观察初级CR光谱，次级/初级比和各向异性。在这个模型下，我们进行了改进的计算所产生的反粒子光谱的次级CR的生产和相应的不确定性。我们利用蒙特卡罗发生器和加速器数据来评估反质子产生截面及其不确定性。虽然正电子过剩需要额外的未知来源的贡献，我们发现，新的AMS-02反质子数据是一致的，在估计的不确定性，与我们的计算基于二次生产。
2018-07-27 astro-ph.HE hep-ph
Prospects of detecting dark matter through cosmic-ray antihelium with the antiproton constraints
宇宙线（CR）反氦是暗物质（DM）间接研究的重要观测点，因为它在低能时具有极低的次级背景。在给定的DM模型中，预测的CR反氦通量与CR反质子通量有很强的相关性。在这项工作中，我们使用AMS-02的$\bar p/p$数据来约束DM湮灭截面，和ALICE数据上的$^3\overline{\text{He}}$和$\overline{\text{T}}$生产，以确定反核形成的合并模型中的参数。用蒙特卡罗事件发生器（包括$\texttt{EPOS-LHC}$和$\texttt{DPMJET}$）计算了强子散射截面。基于这些约束条件，我们对典型的DM湮没末态的最大反氦通量进行了预测，并对DM密度分布和CR传播模型引起的不确定性进行了详细的分析。我们发现，结果是高度不敏感的，他们两个，但仍然显着依赖于强子化模型的事件发生器。讨论了AMS-02实验中探测反氦的前景。我们表明，非常乐观的假设，CR $^3\overline{\text{He}}$是在AMS-02实验的范围内。AMS-02能够探测到的$^3\overline{\text{He}}$事件可能具有$T \gtrsim 30$ ~GeV的动能，这与AMS-02的初步搜索结果一致。AMS-02观测到的事件可能主要来自次级背景，而不是DM相互作用。
2019-05-27 hep-ph
Cosmic Ray Physics with the KM3NeT Telescopes
INFN – Sezione di Genova（意大利国家核物理研究所热那亚分部）
KM3NeT望远镜通过探测海水中的切连科夫辐射，研究大气μ子通量，解决宇宙射线实验中的μ子谜题，并用于探测器校准和系统误差约束。
2026-04-30 hep-ex hep-ph
Strangeness Enhancement at LHC Energies using the thermal model and EPOSLHC event-generator
在目前的研究中，QGP形成在LHC能量的奇异增强签名仔细处理。在HRG的基础上，研究了能量从低$\sqrt{s}\sim $ 0.001到13 TeV的主要奇异粒子和多奇异粒子的粒子比。奇异增强明显地出现在更高的能量下，并且该比率与现有的实验数据相矛盾。粒子比也研究了使用宇宙射线蒙特卡罗（CRMC）接口模型与它的两个不同的事件发生器，即EPOS $1.99$和EPOSlhc，这表明在整个能量范围内的模型计算的很好的协议。我们利用产生一些比率。EPOS $1.99$用于估计从AGS到相对论重离子对撞机（RHIC）的较低能量下的粒子比，而EPOSlhc用于LHC能量。本文用平均多重数研究了能量范围为4 - 26 GeV的p-p碰撞中K介子和λ粒子的产生。我们发现，HRG模型和所使用的事件发生器，EPOS $1.99$和EPOSlhc，可以很好地描述粒子的比例。此外，我们还用这两种模型估算了不同碰撞系统（如p-p碰撞和Pb-Pb碰撞）在LHC能区的冻结参数。
2021-11-27 hep-ph
Antihelium from Dark Matter
宇宙线反核为间接探测粒子暗物质提供了一个很有前途的发现通道。由银河系暗物质的成对湮灭或衰变产生的强子簇射产生反核子，反核子又可以形成轻的反核。以前的研究只集中在低能量反氘核的光谱和通量，虽然很少，偶尔也产生的宇宙射线spectrum。重元素（$A\geq3$）的天体物理背景完全可以忽略不计，主要来自暗物质，可以通过未来的实验检测到。利用Monte Carlo事件发生器和逐事件相空间分析方法，首次计算了暗物质湮灭或衰变到$b\bar{b}$和${W^+}{W^-}$末态的\antihe和\antiT的产生谱.然后，我们采用半解析模型的星际和日光层传播计算的\antihe通量，以及提供的工具，将反氦光谱对应于任意的反氘光谱。最后，我们讨论了当前和未来的实验，包括GAPS和AMS-02的前景。
2014-03-19 astro-ph.HE hep-ph
Effect of inelastic scattering on cosmic-ray-boosted dark matter
本文利用 GENIE 的暗物质—原子核非弹性截面改进宇宙射线加速暗物质分析，表明非弹性散射会增强高能暗物质通量并影响地壳相互作用，进而修正暗物质—核子耦合限制。
2024-09-09 astro-ph.CO hep-ph
The high energy window of probing dark matter with cosmic-ray antideuterium and antihelium
在低于GeV的低动能下，宇宙线反核通常被认为是暗物质间接探测的重要观测量。由于初级CR通量向高能量快速下降，预期CR中的次级反核在高能量区域（每个核子$\gtrsim 100$ GeV）中被显著抑制。如果DM粒子很重，DM的湮没产生可以得到很大的提高，因此DM湮没产生的反核通量在高能时可以超过次级本底，这为DM的间接探测打开了一个高能窗口。我们研究了探测湮灭成高能反核的重DM粒子的可能性。利用蒙特卡罗产生器$\texttt{PYTHIA}$、$\texttt{EPOS-LHC}$和$\texttt{DPMJET}$以及合并模型模拟了反核的产生，并利用AMS-02和HAWC的反质子数据以及HESS星系中心γ射线数据约束了DM湮灭截面。我们发现，这一结论取决于DM密度分布的选择。对于DM粒子质量为$\gtrsim 10$ TeV的"Cored"型分布，DM湮灭的贡献可以超过高能区的次级背景，这打开了高能窗口。而对于"Cuspy"型轮廓，多余的消失。
2021-03-30 hep-ph
AAfrag 2.01: Interpolation routines for Monte Carlo results on secondary production including light antinuclei in hadronic interactions
轻反核，如反氘和反氦-3，是新的、奇异的物理学的理想探针，因为它们的天体物理背景在低能量下被抑制。为了充分利用轻反核的内在发现潜力，在宇宙射线相互作用中对其产生截面的可靠描述是至关重要的。因此，我们以便于使用的表格形式给出了银河系中与次级产生有关的能量下，$pp$、$p$、He、$p$、HeHe、$\bar pp$和$\bar p$ He碰撞中反氘和反氦-3产生的截面.这些预测是基于QGSJET-II-04 m和最先进的聚结模型WiFunC，它评估的聚结概率的事件的基础上，包括动量的相关性和依赖的排放量。此外，我们评论的重要性的Monte Carlo描述的antideuteron生产和使用的事件发生器一般。特别是，我们讨论了两个粒子的动量相关提供的蒙特卡罗事件发生器上的反核生产的效果。
2023-03-02 hep-ph
