Multiplicity of TeV muons in air showers detected with IceTop and IceCube
南极的冰立方中微子观测站可以通过测量低能和高能μ子分量，在广泛的空气簇射中对μ子产生模型进行独特的测试。在这里，我们提出了TeV μ介子含量的测量，在近垂直的空气淋浴检测与IceTop在符合IceCube。初级宇宙射线的能量估计从占主导地位的电磁分量的空气簇射在表面上观察到的。根据在深探测器中测量的能量损失，研究了簇射的高能μ子含量。使用神经网络，逐个事件估计TeV μ子的初级能量和多重性。基线分析确定的平均多重性作为一个函数的初级能量之间的2.5 PeV和250 PeV的强子相互作用模型Sibyll 2.1。使用后LHC模型QGSJet-II.04和EPOS-LHC的基础上模拟得到的结果，提出了一次能源高达100 PeV。对于所有三个强子相互作用模型，TeV μ子含量的测量是一致的，假设最近的组合物模型的预测。将结果与GeV μ介子在空气簇射中的测量结果进行比较，揭示了基于后LHC模型的组合物解释中的紧张局势。
2023-01-29 astro-ph.HE
Universality of electron-positron distributions in extensive air showers
利用大量模拟的大尺度大气簇射，我们研究了极高能宇宙线大气簇射中电子和正电子分布的普适性特征。大多数粒子分布仅取决于簇射最大值的深度和在该深度处级联中的粒子数。我们提供了多维参数化的粒子能量，垂直和水平的动量角，横向距离，和时间分布的簇射阵面的电子-正电子分布。这些参数化可以用来获得现实的电子-正电子分布在广泛的空气簇射的数据分析和模拟切伦科夫辐射，荧光信号，和无线电发射。
2009-02-03 astro-ph.HE
No muon excess in extensive air showers at 100-500 PeV primary energy: EAS-MSU results
据报道，观测到的和模拟的大范围空气簇射的μ介子含量之间存在一些差异：观测到的μ介子数量超过了HiRes-MIA、雅库茨克和皮埃尔俄歇天文台数据的预期。在这里，我们分析了莫斯科国立大学广泛的空气簇射（EAS-MSU）阵列的数据，E_mu>~10 GeV的μ子在簇射中由~（10^17-10^18）eV的初级粒子引起的，并表明，他们同意模拟（QGSJET-II-04强子相互作用模型），一旦从表面探测器数据推断的主要组成是假定的。
2017-04-18 astro-ph.HE
Fluctuation of TeV to EeV Energy Muons and Induced Muon Showers in Water
利用μ子在水中传播的积分方法，计算了高能和超高能μ子的射程涨落。许多作者在蒙特卡罗模拟中把所有的辐射过程分为两部分，即连续部分和辐射部分，以便考虑μ子的射程和能量的涨落，而我们则尽可能精确地处理所有的随机过程，而不把连续部分引入所有的随机过程中。我们的Monte Carlo方法的有效性检查相应的分析方法，这是方法独立的Monte Carlo程序。伴随的级联簇射由直接电子对产生、韧致辐射和光核相互作用产生。这些簇射是用精确的MonteCarlo方法一维计算的。我们报告生存概率，范围分布和个别μ子行为的例子。
2010-10-07 astro-ph.HE
Air shower universality from 10^14 to 10^22 eV
在考虑Landau-Pomeranchuk-Migdal效应和地磁场效应的情况下，在较宽的一次能量范围（$10^{14}÷10^{22}$ ~eV）内研究了核和光子引发的空气簇射的标度特性.结果表明，直到最高能量，电子分量的横向分布不变性以及簇射年龄与均方根半径之间的普遍依赖性都存在。详细讨论了簇射普适性对再分析、交叉检验和验证不同实验结果以及降低强子模型不确定性影响的意义。
2014-02-20 astro-ph.HE
Composition determination of cosmic rays from the muon content of the showers
超高能宇宙射线的起源和性质仍然是一个谜。然而，由于皮埃尔俄歇天文台和望远镜阵列的观测，近年来取得了很大进展。特别是，人们认为，作为能量的函数的宇宙射线的成分信息可以在理解其起源方面发挥重要作用。大范围空气簇射的μ子含量和簇射最大值的大气深度是主要质量组成的最佳指标。在这项工作中，我们考虑了一个极大似然的方法来进行质量组成分析的基础上测量的μ子地下μ子探测器的数量。分析是基于数值模拟的阵雨。探测器引入的效应和用于重建实验数据的方法也通过使用模拟淋浴的信息作为输入的专用模拟来考虑。为了说明该方法的使用，我们考虑AMIGA（俄歇μ子和填充地面阵列），皮埃尔俄歇天文台的低能量扩展，直接测量广泛的空气簇射的μ子含量。我们还详细研究了使用不同的高能强子相互作用模型的组成分析的影响。据发现，百分之几的预测μ子的数量之间的差异有显着的组成确定的影响。
2020-10-01 astro-ph.HE
Muons in air showers at the Pierre Auger Observatory: Mean number in highly inclined events
我们提出了第一个混合测量的平均μ介子数在超高能量的空气簇射，由宇宙射线与天顶角之间的$62^\circ$和$80^\circ$。测量是基于174个混合事件同时记录与表面探测器阵列和皮埃尔俄歇天文台的荧光探测器。每个簇射的μ介子数是通过缩放地面上横向μ介子密度分布的模拟参考剖面直到它适合数据而得出的。一个天顶角为$67^\circ$的$10^{19}$ ~eV簇射到达海拔1450 m的地面探测器阵列，平均包含能量大于0.3 GeV的$(2.68 \pm 0.04 \pm 0.48\,\mathrm{(sys.)}) \times 10^{7}$ μ子。在$4\times 10^{18}$ eV和$5 \times 10^{19}$ eV之间，μ子的对数增益$\mathrm{d}\ln{N_μ} / \mathrm{d}\ln{E}$随能量的增加而增加，测量结果为$(1.029\, \pm\, 0.024\, \pm 0.030\,\mathrm{(sys.)})$。
2015-12-02 astro-ph.HE
Interpretation of measurements of the number of muons in extensive air shower experiments
在本文中，我们分析了$10^{18.4}$和$10^{19.6}$ eV之间的空气簇射的μ子含量的能量演化，以便能够从未来μ子测量的数量确定最可能的质量组成方案。基于Heitler-Matthews模型和空气簇射的蒙特卡罗模拟，研究了μ子数的能量和初始质量演化。提出并验证了一个描述μ子数分布一阶矩和二阶矩演化的简单模型。一种分析方法的基础上，该模型的预测和数据之间的比较，以区分一组组成的情况下，提出和模拟测试。它示出的组合物的情况下，可以潜在的歧视所施加的条件下的方法。所提出的分析的鉴别能力是稳定的系统变化的绝对数量的μ子从模型预测和重建的能量的规模。
2016-06-28 astro-ph.HE
Mass composition of cosmic rays determined by muon fraction with $\varepsilon_{thr.} \geq$ 1 GeV in air showers with energy greater than 5 EeV
分析了阈值为1 GeV的μ子与距离轴600 m的带电粒子的数量之比。考虑了能量大于5EeV、天顶角小于60度的空气簇射。实验数据与QGSJETII-04模型计算的各种原始核（包括伽马射线）的比较表明，能量高达$\sim$ 10 EeV的宇宙射线的质量组成主要由质子和氦核组成，有少量的重核。数据包括具有非常低的μ介子含量的空气簇射，其被假定为由初级伽马射线产生。
2020-08-03 astro-ph.HE
Search for UHE gamma photons in cosmic rays by studying the geomagnetic influence on air-shower muons
University of North Bengal（北孟加拉大学）；Alipurduar University（阿利普尔杜阿尔大学）
通过研究磁场对大气簇射缪子的影响，提出了一种利用缪子探测器区分极高能伽马射线与宇宙射线的方法，实现了高区分效率。
2025-12-05 astro-ph.HE
Proton-air interactions at ultra-high energies in muon-depleted air showers with different depths
本文研究超高能质子-空气相互作用中中性π介子能谱硬度，发现参数Λ_μ随簇射极大深度X_max演化，并证明当前探测器可达到区分强子相互作用模型所需的统计精度。
2024-11-25 astro-ph.HE
A Two-Component Lateral Distribution Function for the Reconstruction of Air-Shower Events in IceTop
本文提出一种双分量横向分布函数，用于IceTop探测器逐事件估计空气簇射中的低能μ子，并评估其重建性能。
2023-09-01 astro-ph.HE
The Relation Between Charged Particles and Muons With Threshold Energy 1 GeV in Extensive Air Showers Registered at the Yakutsk EAS Array
分析了EAS中μ子分量的特性及其涨落。这项分析的目的-将实验数据与在质子和铁核的各种强子相互作用模型框架内获得的计算结果进行比较，并估计超高能区宇宙射线的质量组成。
2010-10-06 astro-ph.HE
Study of High pT Muons in IceCube
在宇宙线空气簇射中，通过重夸克的半轻子衰变和高pT的K介子和π介子的衰变，产生了具有高横动量（pT）的μ子。这些高p_T μ子与簇射芯μ子束有很大的横向间距。IceCube非常适合于高p_T μ子的探测。表面簇射阵可以确定宇宙线空气簇射的能量、核心位置和方向，而冰内簇射阵可以重建高p_T μ子的能量和方向。这使得可以在大于150米的距离处测量退相干函数（横向分离光谱）。μ子p_T可以从μ子能量（通过dE/dx测量）和横向间隔来确定。高p_T μ子谱也可以在微扰QCD框架下计算，该谱对宇宙线成分敏感。
2009-09-01 astro-ph.HE
Universality of electron distributions in extensive air showers
基于广泛的空气簇射模拟结果表明，相对于两个角度的电子分布，确定在给定的簇射年龄的电子方向，对于一个固定的电子能量和横向距离，是普遍的。这意味着，如果它们是在相同的簇射年龄拍摄的，则分布不依赖于初级粒子的能量或质量（因此，也不依赖于相互作用模型），簇射天顶角或簇射到簇射的波动。结合前人的工作，给出了电子能量分布、横向距离分布（角积分）和固定电子能量的角分布（横向距离积分）的普遍性，本文完成了对不同簇射年龄电子态的全面描述。给出了全电子态的解析参数化。它还表明，一些分布可以描述一个小于5个变量，新的产品的旧的提高到一些权力。目前的参数化的准确性是足够好的适用于阵雨的主要能源的不确定性为14%（因为它是在皮埃尔俄歇天文台）。在多维变量空间的选定箱中的簇射波动约为6%，确定了普适分布参数化所需的最小不确定性。给出了估计地磁场影响的一种分析方法。由于簇射中电子分布的普遍性，利用荧光技术，可以从观测站的数据中得出一种新的簇射重建方法。对于任何一次能量和最大深度的簇射，都可以精确地预测任何簇射年龄的光通量（荧光和切伦科夫），因此，通过将预测与测量进行最佳拟合，可以获得这两个量
2018-02-07 astro-ph.HE
Applications of muon signal to electromagnetic signal showers universality for mass composition and hadronic interactions studies
我们目前的第一个结果的应用程序的普遍性最近发现的行为μ子信号的电磁（EM）信号比相对于簇射最大的质量组成和强子相互作用研究的垂直深度。利用这一事实，即天顶角超过45度的比值对簇射最大值的垂直深度的依赖关系是非常相似的QGSJET II和EPOS 1.99，我们表明，这提供了可能性估计μ子簇射内容在几乎相互作用模型独立的方式。为了评估数据中的信号相对于蒙特卡罗预测的过量，我们建议使用电磁信号的质量独立性。使用模拟与EPOS 1.99作为一个假数据，我们可以确定这些假数据和测试中的相互作用模型（在我们的情况下QGSJET II）之间的绝对比例因子。将此比例因子应用于QGSJET II的总信号和μ子信号，可以对用EPOS 1.99制备的样品的初级质量做出准确的结论。
2011-07-26 astro-ph.HE
Sensitivity of the correlation between the depth of shower maximum and the muon shower size to the cosmic ray composition
超高能宇宙射线的组成是天体粒子物理研究中的一个重要问题，要取得进一步进展还需要更多的实验结果。在这里，我们调查可以学到的统计相关系数r之间的簇射最大的深度和μ子簇射的大小，当这些观测值同时测量的一组空气簇射。相关因子r包含考虑两个观测量的二维分布的最低阶矩，并且它与两个观测量的绝对尺度的系统不确定性无关。我们发现，假设实际的测量不确定性，r的值可以提供初级束中质量分布的度量。特别地，可以区分充分混合的组合物（即，包含大部分的轻原色和重原色的光束）和相对纯的成分（即，包含所有类似质量的物质的束）。统计学显著差异所需的事件数量约为200。这种差异，虽然稀释，是保持在一个显着的程度上存在的不确定性，在高能强子相互作用的现象。最近对簇射最大深度的测量很好地激发了测试射束是纯的还是混合良好的。
2012-03-16 astro-ph.HE
On the Combined Analysis of Muon Shower Size and Depth of Shower Maximum
超高能宇宙射线的质量组成可以从簇射极大深度和μ子簇射大小的分布来研究。在这里，我们详细研究了平均μ子簇射大小对簇射极大值深度的依赖关系。质子和铁核引起的空气簇射模拟强子相互作用的两个模型已经调整与大型强子对撞机的数据（运行I-II）。所产生的空气簇射相结合，以获得各种类型的质量组成的初级束。我们研究了平均μ子簇射大小对簇射最大深度的函数依赖关系的形状及其对组合物混合物的依赖关系。拟合这种依赖关系，我们可以得到初级分数和μ子重标度因子，其统计不确定性为百分之几。当考虑不同模型时，重建的初级分数之间的差异小于20%。两个模型之间的μ子簇射大小的差异被观察到约为6%。
2015-09-17 astro-ph.HE astro-ph.IM
A Detailed Study on the Range Fluctuations of $10^{11}$eV to $10^{18}$eV Muons in Water and the Fluctuations of the Cherenkov Lights due to the Accompanied Cascade Showers initiated by Muons
我们的蒙特卡罗模拟程序（{ \it积分方法}）的有效性已被相应的分析程序所验证，该程序在方法上与我们的方法完全无关。此外，由我们的程序所获得的结果进行了比较，由不同的蒙特卡罗模拟程序（{ \it差分方法}），已专门利用不同的作者和它们之间的协议被发现是很好的。通过利用我们的Monte Carlo程序，其中的有效性是在两个不同的程序，我们调查不仅高能量μ子本身的波动，但也波动的各种量有关的能量损失的μ子，这是很难得到的{ \it差分方法}。也就是说，我们得到了μ子能量损失的涨落，由μ子引发的级联簇射引起的切伦科夫光的涨落以及它们之间的关联。最后，考虑到随机过程中所有可能的涨落，我们得到了KM 3探测器中切伦科夫光的跃迁曲线，并指出了在KM 3探测器中可靠估计μ子中微子事件的产物μ子能量的困难。
2010-10-25 astro-ph.HE
Muon lateral distribution function of extensive air showers: results of the Sydney University Giant Air-shower Recorder versus modern Monte-Carlo simulations
悉尼大学的巨型空气簇射记录仪（SUGAR）用一组独特的μ子探测器测量了大量空气簇射的μ子成分。SUGAR数据使我们能够重建μ介子密度对距离簇射轴的距离的经验依赖性，即横向分布函数（LDF）。我们将这个函数的形状与强子相互作用模型QGSJET-II-04和EPOS-LHC在10^17.6 - 10^18.6 eV能量范围内的预测进行了比较。我们发现观测数据和模拟之间的差异：观测到的μ子密度下降更快的核心距离的增加比它在模拟中预测。这一观察可能是重要的解释能量依赖的差异，在模拟和观察到的空气淋浴中的μ子的数量，被称为“μ子过剩”。
2022-04-06 astro-ph.HE hep-ph
Comparison of EPOS and QGSJET-II in EAS Simulation using CORSIKA
在这项工作中，我们比较了两个有代表性的强子相互作用模型，EPOS 1.99，QGSJET II-03与几个广泛的空气簇射（EAS）参数的质子和铁原色的能量范围$10^{17}$ - $10^{19} eV$使用CORSIKA-6990的预测。本文研究了EAS参数簇射最大深度、簇射大小、μ子簇射大小、μ子数分布、电子数分布、强子簇射大小、强子能量和、电子μ子关联和强子能谱。
2012-05-29 astro-ph.HE
Characterisation of the electromagnetic component in ultra-high energy inclined air showers
倾斜的空气簇射-那些到达地面的天顶角相对于垂直θ> 60度-的特征是地面上的μ子分量占主导地位，伴随着主要由μ子衰变和μ子相互作用产生的电磁晕。通过蒙特卡罗模拟，我们给出了地面超高能斜簇射中粒子密度随初始能量和质量组成以及模拟中所采用的不同强子模型的函数关系。我们还研究了粒子密度的固有的簇射到簇射波动的影响。
2009-10-15 astro-ph.HE
A branching model for hadronic air showers
我们介绍了一个简单的分支模型的发展强子簇射在地球大气中。基于这个模型，我们展示了如何由μ子的π分量的大小可以估计。随后的μ子组件的几个方面也进行了讨论。我们专注于μ子产生深度的能量演化。我们还估计了初级粒子质量对强子分量大小的影响。虽然精确计算的发展必须留给复杂的蒙特卡罗模拟的空气簇射，所提出的模型可以揭示定性洞察到空气簇射物理。
2015-09-01 astro-ph.HE
Probing the energy spectrum of hadrons in proton air interactions at ultrahigh energies through the fluctuations of the muon content of extensive air showers
我们证明了广泛的空气簇射的μ介子含量的波动与超高能宇宙射线的第一次相互作用的变量的波动相关，这是从维持强子级联的强子所携带的能量的分数计算的。阵雨发展的后续阶段的影响被发现发挥了次主导作用。因此，μ子含量的“从”到"簇射“分布是对超过100 TeV质心能量的相互作用的强子能谱的直接探测。
2018-07-12 astro-ph.HE hep-ph
Event-by-event reconstruction of air-shower events with IceCube using a two component lateral distribution function
针对IceTop无专用μ子探测器难以测量单空气簇射低能μ子的问题，提出用双组分侧向分布函数结合电磁与μ子分布解析描述，以重建初级能量和低能μ子数，并将详述其原理与性能。
2025-06-13 astro-ph.HE
Multiplicity of TeV muons in extensive air showers detected with IceTop and IceCube
利用 IceTop 和 IceCube 符合测量近垂直广延大气簇射，通过估计能量高于 500 GeV 的缪子数量，发现在 2.5-100 PeV 能量下 TeV 缪子平均多重数与三种强子模型模拟预期吻合，但与 GeV 缪子密度等观测量存在张力。
2023-07-27 astro-ph.HE
A model for the transport of muons in extensive air showers
在这篇文章中，我们确定的关键因素，管理的传播μ子从生产广泛的空气淋浴地面。我们描述了一个模型，基于简单的假设，传播的μ子从几个相关的分布在生产。我们比较结果的地面分布给出了一个完整的空气簇射蒙特卡罗。这项研究的动机是需要建模的μ子组件在广泛的空气淋浴的实验重建其分布在生产的目标，这作为一个足迹的强子级联。
2012-09-28 astro-ph.HE hep-ph
Measurement of the Muon content of Extensive Air Showers with the Pierre Auger Observatory
本文介绍了皮埃尔俄歇合作组开发的几种方法，用于估算在表面切伦科夫探测器上观测到的大范围空气簇射的μ子分量。从数据中得出的结果表明，目前的强子相互作用模型预测的超高能μ子赤字。
2015-05-20 astro-ph.HE hep-ex
Working Group Report on the Combined Analysis of Muon Density Measurements from Eight Air Shower Experiments
我们提出了一个元分析最近的μ介子密度测量的8个空气簇射实验，其中包括簇射能量范围从PeV到几十EeV的μ介子之谜，在广泛的空气簇射。一些实验分析报告在广泛的空气簇射中记录和模拟的μ介子密度之间存在偏差，而另一些则报告没有差异。实验之间的比较，使用一个通用的参考尺度的基础上模拟质子和铁引发的空气淋浴的相对差异。我们应用了交叉校准的能量尺度之间的实验的基础上各向同性通量的宇宙射线作为参考。超过10 PeV，大多数实验数据显示，μ子过剩相对于模拟的空气淋浴，包括最近的后LHC高能相互作用模型进行。这种差异随着簇射能量的增加而增加，与EPOS-LHC和QGSJet-II的预测相差8 σ。在不同的天顶角和跨不同的实验μ子的能量阈值的测量的效果将被解决。
2020-01-08 astro-ph.HE hep-ex
Universality of the muon component of extensive air showers
在广泛的空气簇射实验中，在给定位置穿过探测器的μ子的数量，以及它们的到达时间，到达方向和能量，由与簇射的强子核心相关的更基本的三维分布决定。介子是在强子级联中介子衰变后在大气层高处产生的。μ子的产生深度、能量和横动量的分布足以完全预测在任何特定观测条件下的空气簇射的μ子分量。通过使用最先进的强子相互作用模型的空气簇射模拟，上述分布在生产分析作为天顶角，初级质量和强子相互作用模型的函数，和他们的普遍性水平进行了研究和评估，在详尽的方式为第一次。
2023-03-06 astro-ph.HE hep-ph
A detailed study on the range fluctuations of 10^{11}eV to 10^{18}eV muons in water and the fluctuations of the Cherenkov light yields due to the accompanied cascade showers initiated by muons. Part1: High Energy Muons
我们的蒙特卡罗模拟程序（时间序列程序）的有效性已被相应的分析程序所验证，该程序在方法上与我们的方法无关。此外，我们的程序所获得的结果进行了比较，通过不同的蒙特卡罗模拟程序（v_{cut}程序），已专门利用不同的作者和我们之间的协议，他们被发现是好的。通过利用我们的Monte Carlo程序，其有效性是保证在两个不同的程序，我们不仅调查的高能量μ子本身的波动，但也波动的各种量的能量损失的μ子，这是很难得到的v_{cut}程序。也就是说，我们在本文（第一部分）中得到了μ子能量损失的涨落。在随后的论文（第二部分）中，基于第一部分中提出的思想，我们将详细研究μ子的初级能量与它们的能量沉积之间的相关性，以及有关μ子的能量沉积与它们在KM 3探测器中的切伦科夫光产额之间的相关性。
2011-08-05 astro-ph.HE
Computing mean logarithmic mass from muon counts in air shower experiments
我讨论了转换的μ子计数的空气簇射，这是可观察到的实验，到平均对数质量，一个重要的变量来表达的质量组成的宇宙射线。簇射发展中的随机波动和μ子采样的统计波动可以微妙地使转换产生偏差。一个中心的主题是，μ介子数的对数的平均值是不相同的对数的平均值。它是如何影响在实践中的转换进行讨论。简单的分析公式来量化和纠正这种偏差，这是适用于任何类型的实验。
2018-08-16 astro-ph.HE astro-ph.IM
Effects of massive photons from the dark sector on the muon content in extensive air showers
最近的天体物理观测卫星实验测量的轻子过剩的启发下，我们考虑了一些一般模型的黑暗部门的μ子生产广泛的空气淋浴的影响。我们提出了一个紧凑的近似表达式的一个大质量的光子从一个电子的韧致辐射，并使用它在蒙特卡罗模拟估计的数量弱相互作用的光子类大质量粒子，可以产生在一个广泛的空气淋浴。我们发现，由此产生的μ子生产是由许多数量级低于平均μ子计数在淋浴，因此无法观察到。
2013-07-15 astro-ph.HE hep-ph
Extensive Air Showers: from the muonic smoking guns to the hadronic backbone
广泛的空气簇射是由单个超高能粒子引发的复杂宏观物体。它们是大气中数百万次高能反应的结果，可以被描述为强子级联和电磁级联的叠加。强子级联是空气簇射的主干，它主要由π介子组成。中性π介子的衰变会引发电磁级联，而带电π介子的衰变会产生μ介子，它们会离开强子核，并几乎不受影响地旅行许多公里。μ子是强子级联的重要证据：μ子的能量、横向动量、空间分布和产生深度是重建空气簇射历史的关键。在这项工作中，我们概述了空气簇射的μ子现象及其与强子级联的关系。我们简要地回顾了实验的努力，分析空气簇射内的μ子，并讨论了可能的路径来使用这些信息。
2013-01-15 astro-ph.HE hep-ph
On the muon scale of air showers and its application to the AGASA data
最近，几个实验报告了一个μ子赤字的空气簇射模拟的数据。这个问题可以研究使用的估计，量化的相对μ介子含量的数据相对于质子和铁蒙特卡罗空气簇射模拟。我们分析两个估计。第一个，基于μ子含量的平均值的对数，是建立从实验的考虑。它非常适合比较不同实验的结果，因为它与检测器分辨率无关。第二个估计是基于μ子含量的对数的平均值，这意味着它取决于湍流到阵雨的波动。它通过Heitler-Matthews模型与平均对数质量$\left \langle \ln A \right \rangle$相关。我们研究了典型试验中已知和未知情况下估计量的性质及其偏差。此外，我们研究了这些影响的μ子密度测量$1000\,$米从簇射轴获得的明野巨型空气簇射阵列（AGASA）。最后，我们报告的相对μ介子含量的AGASA数据，支持μ介子赤字模拟的估计。这些估计构成了在最高能量的空气簇射的μ介子含量的宝贵的额外信息。
2021-08-10 astro-ph.HE hep-ex
On the efficiency of the evaluation of the primary cosmic ray composition using lateral distributions of air shower electromagnetic component
本文根据电子、μ子和带电粒子在$10^{15}-10^{19}$ eV宇宙射线产生的大范围空气簇射中的横向分布（LD）的标度形式和空气簇射普适性范式，对LD进行了新的分析。结果发现，横向分布的电子和μ子，单独考虑时，很好地描述了单参数标度函数，而带电粒子的混合物分布的标度描述是不准确的径向距离范围内的电子和μ子给当地的粒子密度的贡献相当。使用缩放形式主义，使电子/μ子分离能力，并结合理论上激发的空气簇射的普遍性概念，提供了强大的质量组成估计。所提出的方法可以实施目前和未来的（多）混合空气簇射观测，特别是在实现俄歇和望远镜阵列天文台升级的潜力，以及重新分析和交叉校准从不同的空气簇射阵列收集的数据在一个广泛的初级能量范围。
2018-12-26 astro-ph.HE
An extended universality of electron distributions in cosmic ray showers of high energies and its application
它示出，在高能空气簇射中的任何电子分布的形状是相同的，在所有这样的淋浴，如果采取在相同的年龄，独立的初级能量，质量，因此，的相互作用模型。
2014-05-05 astro-ph.HE hep-ex
Disentangling the Air Shower Components Using Scintillation and Water Cherenkov Detectors
我们考虑一个地面阵列的闪烁和水切伦科夫探测器的目的是确定μ子含量的空气簇射。这两种类型的探测器对空气簇射的成分的不同响应特性提供了一种推断它们的相对贡献的方法。我们使用一个详细的模拟来估计参数的影响，如闪烁探测器的大小，在确定的μ子组件的大小。
2012-08-10 astro-ph.HE
Measuring the Muon Content of Air Showers with IceTop
IceTop是IceCube探测器的表面组件，已被用于测量1.58 PeV和1.26 EeV之间的宇宙线原色的能谱。它也可以用来研究低能μ子在空气簇射中的观察距离（> 300米）从簇射轴。我们将显示μ子横向分布函数在大的横向距离与冰顶测量，并讨论这种测量的影响。我们还讨论了低能量μ子研究与冰顶的前景。
2015-01-14 astro-ph.HE astro-ph.IM
Reconstructing Air-Shower Observables using a Universality-Based Model at the Pierre Auger Observatory
本文利用基于级联方程解的普适性模型，结合强子成分，重建超高能宇宙射线空气簇射的可观测量，如簇射最大深度和μ子数，并在模拟和奥格天文台数据中验证性能。
2025-07-17 astro-ph.HE hep-ph
Air shower genealogy for muon production
在最高能量下对广泛的空气簇射的μ子含量的测量显示出与模拟的差异，其差异大到质子和铁之间的差异。这个所谓的μ介子之谜通常归因于对簇射发展中的强子相互作用缺乏了解。此外，对μ介子数波动的测量表明，这种差异可能是级联中所有能量相互作用的累积效应。空气簇射模拟代码CORSIKA 8的一个功能允许我们访问所有前几代的末态μ子，直到第一次相互作用。用这种技术，我们研究的相互作用发生在任何中间阶段的级联μ子取决于他们的横向距离的定量方式的影响，并比较我们的结果与海特勒-马修斯模型的预测。
2021-08-24 astro-ph.HE hep-ph
Modeling of the Tau and Muon Neutrino-induced Optical Cherenkov Signals from Upward-moving Extensive Air Showers
我们提出了一个详细的建模和计算方法来确定光学切伦科夫信号产生的向上移动广泛的空气簇射（EAS）诱导的$τ$ -轻子和μ子，来源于高能天体物理中微子在地球上相互作用。在arxiv：1902.11287中进行的物理建模和Cherenkov信号模拟的基础上，该方案包括一个新的、最先进的μ子中微子在地球内部传播的计算以及对$τ$ -轻子μ子衰变通道的贡献。建模考虑了所有可能的$τ$ -轻子衰变和μ子能量损失通道，这些通道馈送由τ和μ子发起的EAS产生的光学切伦科夫发射。EAS建模使用EAS中的电子能量、角和横向分布及其演化，以及切伦科夫发射的波长依赖性及其大气衰减。这里介绍的结果重点关注亚轨道（球载）和轨道（卫星）仪器的检测能力。后一种情况是为POEMMA计算的，以与arxiv：1902.11287中提出的情况进行比较，特别是包括$τ$ -轻子的μ子衰变通道和来自地球中μ子中微子相互作用的μ子EAS切伦科夫信号。通过详细说明所有这些个人的贡献，光学切伦科夫发射和检测，我们展示了如何合奏，包括μ子通道提供了一个大的检测能力，为天基，高能宇宙中微子探测。具体来说，我们表明，中微子能量$\lt$ 10 PeV，向上EAS灵敏度由于μ介子中微子在地球上的相互作用开始占主导地位的τ中微子相互作用，有效地扩展中微子的灵敏度较低的能量。
2020-11-19 astro-ph.HE
Muon content of extensive air showers: comparison of the energy spectra obtained by the Sydney University Giant Air-shower Recorder and by the Pierre Auger Observatory
悉尼大学的巨型空气簇射记录仪（SUGAR）测量了超高能宇宙射线的能谱，这些射线是根据μ子探测器的读数重建的，而皮埃尔·俄歇天文台（Pierre Auger Observatory）观测同一个南方天空，使用荧光量热法来达到同样的目的。比较它们的两个光谱，使我们能够重建的经验依赖性的介子的数量在簇射的初级能量之间的能量$10^{17}$和$10^{18.5}$ eV。我们比较了这种依赖性与强子相互作用模型\mbox{QGSJET-II-04}和\mbox{EPOS-LHC}的预测。经验确定的μ介子的数量与能量高于0.75 GeV超过模拟的因素$\sim$ 1.67和$\sim$ 1.28 $10^{17}$ eV质子和铁原色，分别。μ子过剩随着初级能量适度增长，对于$10^{18.5}$ eV初级，增加了一个额外的$\sim 1.2$因子。
2018-07-08 astro-ph.HE hep-ph
Composition from high $p_\mathrm{T}$ muons in IceCube
能量高达$10^{11}\,\mathrm{GeV}$的宇宙射线进入大气层并产生次级粒子簇射。在这些簇射内部，具有高横动量的μ子（$p_\mathrm{T} \gtrsim 2\,\mathrm{GeV}$）是由重强子衰变产生的，或者是在簇射发展的早期由高$p_\mathrm{T}$ π介子和K介子产生的。这些孤立的μ子可以与簇射核心有很大的横向距离，最远可达几百米，与μ子束一起在冰立方中形成双重或三重轨道签名。与核心的距离是μ子母粒子的横向动量的量度。在微扰量子色动力学（pQCD）成立的前提下，μ子的横向分布依赖于入射核的成分，从而可以由μ子分离测量确定高能宇宙射线的成分。反之亦然，这些μ子可以帮助理解由于唯象模型的不确定性，以及测试pQCD预测的高能相互作用，涉及重核。在介绍了高$p_\mathrm{T}$ μ子的物理方案在更大规模的中微子望远镜，我们将审查结果从冰立方在其59弦配置为出发点，并讨论最近的研究组成使用横向分离μ子在最终的检测器配置。
2014-11-18 astro-ph.HE
Restoration of azimuthal symmetry of muon densities in extended air showers
在地面，倾斜的广泛空气簇射（EAS）中μ子的方位分布是不对称的，这主要是由于几何效应。几个EAS观测敏感的初级粒子质量，构建后映射的次级粒子的密度从地平面到簇射平面（垂直于簇射轴）。一个简单的正交投影的μ子坐标到这个平面上扭曲的方位角对称的簇射平面。使用CORSIKA模拟，我们通过将每个μ子投影到其入射方向的法向平面上来校正这种失真，同时考虑到衰减概率。我们发现，除了恢复方位角对称的介子密度周围的簇射轴，应用这个程序有显着的影响重建的分布的介子生产深度和它的最大值，$X_{\rm max}^μ$，这是一个EAS观察到的初级粒子质量敏感。我们的研究结果定性地表明，不包括它在重建过程中的$X_{\rm max}^μ$可能会引入一个偏差的结果，通过分析实际数据的基础上，蒙特卡罗模拟。
2020-04-09 astro-ph.HE hep-ex
A proposed method for measurement of cosmic-ray chemical composition based on geomagnetic spectroscopy
利用Monte Carlo模拟数据研究了地磁洛伦兹力对广延空气簇射（EAS）中μ子分量的影响。这种地磁场影响了EAS中μ子的路径，导致了局部对比或极不对称的正μ子和负μ子的丰度围绕簇射轴。这种不对称性可以近似地表示为EAS中正负μ子重心位置之间的横向间隔的函数，该横向间隔通过簇射前平面中簇射核上的相对象限。在本研究中，它被发现，横向μ介子质心分离和它的最大值从极性变化的参数是更高的铁原色比质子的高度倾斜的淋浴。因此，原则上，这些参数可以用来测量初级宇宙线的化学成分。在一个真实的实验中，所提出的方法的实际实现的可能性进行了简要的讨论。
2016-05-29 astro-ph.HE
High energy muons in extensive air showers
$ν$望远镜可以观测到大范围空气簇射中非常高能量的μ子的产生，并且对初级宇宙线的组成很敏感。在这里，我们讨论了这些μ子的五种不同的来源：π介子和K介子衰变;粲强子衰变;无味介子的罕见衰变;光子转换成μ子对;光子转换成$J/ψ$矢量介子衰变成μ子。我们求解了$10^{10.5}$ GeV质子初级的级联方程，发现原味介子和γ转换是$E\ge 10^{8.5}$ GeV μ子的两个主要来源，而粲衰变在$10^{5.5}\,{\rm GeV}< E< 10^{8.5}\,{\rm GeV}$占主导地位。在倾斜事件中，其中一个μ子可能会在表面附近沉积很大一部分能量，这意味着簇射的纵向分布和μ子与地面电子计数的波动。特别是，我们表明，1出6质子阵雨的$10^{10.5}$ GeV包括一个$E>10^6$ GeV的沉积在500克/厘米$^2$，而只有在1出330阵雨，它是$10^7$ GeV以上。我们还表明，在质子、铁或光子簇射中，高能μ子的产生是非常不同的（例如，转换$γ\to μ^+ μ^-$是光子簇射中$E\ge 10^4$ GeV μ子的主要来源）。最后，我们使用蒙特卡罗模拟来讨论我们的结果的有效性。
2020-01-29 astro-ph.HE hep-ph
Hadronic interaction models and the angular distribution of cosmic ray muons
μ子由于其简单的物理性质而成为研究高层大气中强子相互作用物理的最佳探针。被探测到的μ子的所有性质，例如它们的能量和入射角，都是由它们的母体强子的性质决定的。所检测到的μ子的角分布是多种效应叠加的结果，并且受许多参数支配，诸如截止刚度（磁场）、大气衰减、相互作用截面、产生高度、多重性和赝快度。由于粒子间的相互作用在空气簇射模拟中是由低能和高能强子相互作用模型来处理的，因此它们之间物理上的细微差异应该表现在角分布的差异上。在这里，我们比较空气簇射模拟与实验数据，并探讨如何选择强子相互作用模型在空气簇射模拟影响宇宙线μ子的角分布。
2013-09-23 astro-ph.HE
Sibyll$^\bigstar$: ad-hoc modifications for an improved description of muon data in extensive air showers
本研究针对超高能宇宙线空气簇射模拟中μ子含量与实验数据不符的问题，通过特设修改Sibyll 2.3d事件的末态以增加重子、$ρ^0$和奇异粒子的产生，发现这些修改能改善模拟与观测的μ子含量的匹配度，但需进一步研究以确认其物理现实性。
2023-09-11 astro-ph.HE hep-ph
Content of muons in extensive air showers measured by Yakutsk array
研究了雅库茨克阵列记录的大范围空气簇射中μ子的横向分布。分析涵盖了两个观测时期：2018年之前和2020年之后，当时完成了具有1-GeV阈值的μ子探测器的修订。μ介子密度的测量值进行了比较的框架内得到的两个强子相互作用模型的计算结果。在$10^{18}$ eV以上的能量范围内，观察到质子组成初级宇宙射线的最佳一致性。
2023-01-28 astro-ph.HE hep-ex
Probing the $π^0$ spectrum at high-$x$ in proton-Air interactions at ultra-high energies
在空气簇射中μ介子的平均数及其与簇射发展的关系在过去已被广泛研究。随着即将到来的探测器升级，UHECR观测站将能够探测μ子数量分布的更高时刻。在这里的μ子内容的波动的物理研究。除了证明的波动必须由第一相互作用，我们表明，低$N_μ$尾的μ子数量的簇射分布是由高$x_{\rm L}$区域的中性π介子的生产截面在第一相互作用。
2018-12-21 astro-ph.HE
Enhancing the cosmic-ray mass sensitivity of air-shower arrays by combining radio and muon detectors
空气簇射的μ子和电磁成分对初级宇宙粒子的质量很敏感。这些成分的大小可以用地面上的粒子探测器来测量，电磁成分也可以通过其在大气中的无线电发射来间接测量。对于非常倾斜的簇射，电磁粒子不会到达地面。相反，大气对无线电辐射是透明的，其在地面上的足迹随着天顶角的增加而增加。因此，无线电技术提供了一个可靠的检测在整个范围内的天顶角，特别是倾斜阵雨。在这项工作中，结合的无线电发射的介子的质量灵敏度进行了研究的情况下，使用CORSIKA蒙特卡罗模拟的EeV的能量范围内的阵雨的皮埃尔俄歇天文台的网站。它示出，无线电μ子组合具有优越的质量分离能力，特别是倾斜的淋浴，相比，建立质量可观的，如μ子和电子的组合或淋浴最大值Xmax。精确测量超高能宇宙射线的能量依赖质量组成对于了解其仍然未知的起源至关重要。因此，μ介子和无线电探测器的组合可以提高未来空气簇射阵列的科学性能，并为现有阵列提供一个有希望的升级选择。
2019-05-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Study of TeV Neutrinos with Upward Showering Muons in Super-Kamiokande
在超级神冈探测器中，中微子诱导的向上穿透的μ子的子集由高能μ子组成，它们通过辐射过程（如韧致辐射、e^{+} e^{-}对产生和光核相互作用）损失能量。这些“向上淋浴的μ子”包括一个事件样本，其平均母中微子能量约为1 TeV。我们表明，向上淋浴μ子的天顶角分布是一致的，由于中微子振荡的失真可以忽略不计，预期这样一个高能量的中微子样本。我们目前的天文搜索使用这些高能量的事件，如那些从WIMP湮灭在太阳，地球和银河系中心，一些可疑的点源，以及搜索从星际介质的扩散通量。
2007-11-01 astro-ph.HE hep-ex
The shape of the electron and muon lateral distribution functions of extensive air showers
针对非垂直广延空气簇射的电子和缪子横向密度分布不对称问题，本文解析修改对称横向密度函数，引入玩具函数预测间隙长度，提出新LDF，可直接用于地面重建。
2023-11-11 astro-ph.HE
