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
Cosmic ray event generator Sibyll 2.1
宇宙线相互作用事件发生器Sibyll被广泛用于广泛的空气簇射模拟。我们详细描述了Sibyll 2.1的属性以及与原始版本1.7的差异。主要的结构改进是有可能有多个软相互作用，引入新的部分子密度函数，并改进处理衍射。Sibyll 2.1给出了更好的协议与固定的目标和对撞机的数据，特别是非弹性截面和二次粒子的多重性。文中还讨论了存在的不足和今后改进的建议。
2009-11-30 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Measuring the Cosmic Ray Muon-Induced Fast Neutron Spectrum by (n,p) Isotope Production Reactions in Underground Detectors
虽然宇宙射线μ子本身在地下探测器中相对容易被否决，但它们与原子核的相互作用通过以下方式产生了更阴险的背景：（i）探测器内部由μ子诱导的溅射反应产生的长寿命同位素的衰变，（ii）由从探测器外部进入的快速μ子诱导的中子引发的溅射反应，以及（iii）由从探测器外部进入的快速μ介子诱导的中子引发的核反冲。这些背景很难被否决或屏蔽，对于太阳能、反应堆、暗物质和其他地下实验来说非常重要，特别是在追求增加灵敏度的时候。我们使用fluka来计算宇宙射线μ子产生的所有主要次级中子的产生率和光谱，特别关注次级中子，因为它们很重要。由于中子能谱急剧下降，总中子产生率只对相对较软的中子敏感，而对快中子成分不敏感。我们表明，在10和100兆电子伏之间的范围内的中子谱，而不是探测的（n，p）-诱导的同位素生产率12 C（n，p）12 B和16 O（n，p）16 N在油和水基探测器。12B的结果与最近的KamLAND测量结果吻合得很好。这些结果除了检验μ子秒数的计算外，还具有实际意义，因为1/2B（T1/2 = 20.2ms，Q = 13.4MeV）和16N（T1/2 = 7.13s，Q = 10.4MeV）是这些探测器的主要空间背景。
2005-09-16 hep-ex hep-ph nucl-ex
A 3-Dimensional Calculation of Atmospheric Neutrino Flux
用FLUKA蒙特卡罗程序对大气中微子通量进行了广泛的三维蒙特卡罗计算。的结果进行比较下得到的1维近似，次级粒子和衰变产物被假定为共线的初级宇宙射线，通常在大多数已经存在的通量计算。结果表明，共线近似引起一个错误的角分布的中微子，基本上在Sub-GeV区域。然而，在中微子与原子核的相互作用中，由于实验无法探测到反冲而引入的角拖尾足够大，在实践中，可以消除三维和一维通量计算之间的大部分差异。因此，共线近似的使用不应该在当前实验中的风味振荡参数的确定中引入显著的偏差。
1999-07-19 hep-ph
Detection of spectral hardenings in cosmic-ray boron-to-carbon and boron-to-oxygen flux ratios with DAMPE
宇宙射线（CR）中的硼核被认为主要是由较重的核（如碳和氧）通过与星际物质碰撞而碎裂产生的。因此，硼碳流量比（B/C）和硼氧流量比（B/O）是CR传播的非常必要的探针。从以前的气球和空间实验的B/C比的能量依赖性可以很好地描述一个单一的幂律高达约1 TeV/n的不确定性。这项工作报告了直接测量的B/C和B/O的能量范围从10 GeV/n到5.6 TeV/n与6年的数据收集的暗物质粒子探测器，具有较高的统计和良好的控制系统的不确定性。B/C和B/O比的能量依赖性可以很好地拟合由一个破碎的幂律模型，而不是一个单一的幂律模型，这表明在两个通量比的光谱硬化在约100 GeV/n的存在。对于B/C和B/O，对于GEANT 4模拟，中断的重要性约为$5.6σ$和$6.9σ$，对于备选FLUKA模拟，中断的重要性约为$4.4σ$和$6.9σ$。这些结果偏离了传统的星际介质湍流理论的预测，指出了不同尺度下星际介质湍流性质的变化或新的CR传播效应，应该适当地纳入反物质粒子间接探测暗物质的研究中。
2022-11-16 astro-ph.HE hep-ex 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
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
First calculation of cosmic-ray muon spallation backgrounds for MeV astrophysical neutrino signals in Super-Kamiokande
当μ子穿过物质时，它们的能量损失会导致核分裂（spiration）过程。宇宙线μ子产生的不稳定子核的延迟衰变是低能天体物理中微子实验的重要背景，那些寻求探测太阳中微子或漫射超新星中微子背景（DSNB）信号的人。尽管Super-Kamiokande具有较强的总体削减来减少这些剥离诱导的背景，但特定信号在额外削减之前的剩余速率远大于约6 - 18 MeV的动能的信号速率。令人惊讶的是，没有公开的计算这些背景在水中的生产和性能，虽然有这样的研究闪烁体。使用模拟代码FLUKA和理论见解，我们详细介绍了μ子如何在水中失去能量，产生次级粒子，这些次级粒子如何以及在何处产生同位素，以及它们衰变的背景特性。我们再现超级神冈测量的总背景的2倍内，这是很好的考虑到同位素产量的数量级不同，实验的一些细节是未知的，我们在这个水平。我们的研究结果打破了聚合数据的组成同位素，揭示了它们各自的生产机制，并保持它们之间的相关性。我们概述了如何使用这些信息实现更有效的背景抑制技术。减少太阳能和DSNB研究的背景，即使是几个因素，也有助于导致重要的新发现。
2014-04-13 astro-ph.HE hep-ex 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
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
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
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
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
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
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
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
Addressing uncertainties of model predictions for extensive air showers initiated by high energy cosmic rays
Universität Hamburg（汉堡大学）；Karlsruher Institut für Technologie（卡尔斯鲁厄理工学院）
利用新强子碰撞蒙特卡罗生成器QGSb，研究高能宇宙线引发的大气广延簇射（EAS）模型预测的不确定性，重点关注簇射最大深度和地面μ子数两个特征。
2026-06-19 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
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
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
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
Angular Distribution of Gamma Rays Produced in Proton-Proton Collisions
为正确解释Fermi-LAT的观测结果，该研究基于FLUKA模拟计算了质子-质子碰撞产生伽马射线的联合能量角分布（从π介子阈值到100 GeV），提供表格数据、Python工具及解析公式，并通过示例说明考虑该分布的必要性。
2025-07-31 astro-ph.HE hep-ph
Ultrahigh-energy cosmic rays: Anomalies, QCD, and LHC data
在核子-核子厘米的大型强子对撞机上质子和核碰撞的测量。能量高达$\sqrt{s_{NN}}=$ 13 TeV，提高了我们对宇宙射线与地球大气中原子核碰撞中达到最高能量（高达$\sqrt{s_{NN}}\approx 450$ TeV）的强子相互作用的理解。蒙特卡罗事件发生器（EPOS，QGSJET和SIBYLL）通常用于描述超高能宇宙射线（UHECR，$E_{CR}\approx 10^{17}$- $10^{20}$ eV）产生的空气簇射，现在，在基于LHC Run-I数据的参数重新调整后，对测量光谱尾部的宇宙射线的性质进行了更一致的预测。然而，模型无法容纳的数据中仍然存在异常。除此之外，所有模型仍然大大低估（高估）了μ子的总数（以及它们的最大产生深度）。EPOS，QGSJET，和SIBYLL预测的最新的大型强子对撞机的数据，并对撞机MC发电机，如PYTHIA的比较表明，改善描述硬多个微型喷气生产和核效应可能有助于减少部分数据-模型的差异，揭示了UHECR组成接近所观察到的$E_{CR}\approx 10^{20}$ eV截止，并发现任何潜在的新物理负责所观察到的异常。
2019-03-15 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
On the nature of cosmic rays above the Greisen--Zatsepin--Kuz'min cut off
本文对最高能量宇宙线的大气级联廓线进行了重新研究。该研究包括考虑不同截面、粒子多重性和强子事件发生器变化的空气簇射模拟，以模拟200 GeV以上的相互作用。分析提供的证据表明，一个中等质量的核心主要重现淋浴的轮廓相当不错。这一结果并不支持目前越来越流行的观点，即最高能量的粒子是质子，来自超大质量残余粒子的衰变。另一方面，我们表明，相对论超重核的碎片，它可以通过原始辐射生存100 Mpc的旅程可能会产生这样一种级联。
2000-09-14 astro-ph hep-ph
Extremely high energy cosmic rays from relic particle decays
利用HERWIG QCD事件发生器计算了大质量亚稳遗迹粒子衰变的质子和中微子通量。预测的质子能谱可以解释观测到的极高能量宇宙射线的通量超过了Greisen-Zatsepin-Kuzmin截止，衰变粒子质量为O（10^{12}）GeV。如果这些粒子构成了所有的暗物质，那么所需的寿命为O（10^{20}）yr（贡献越小，寿命就越短）。如果亚稳粒子是来自超对称破缺的隐藏扇区的类强子束缚态，通过不可重整化的相互作用衰变，那么这样的值是合理的。质子与中微子通量的预期比例作为即将到来的皮埃尔俄歇计划的衰变粒子模型的对角。
1998-06-01 astro-ph 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
Sibyll with charm
宇宙线相互作用事件发生器Sibyll被广泛用于宇宙线和中微子实验的大量空气簇射模拟。粲粒子的产生已被添加到蒙特卡洛的现象学，非微扰模型，正确地占魅力生产的前进方向。由于粲的瞬发衰变可以成为中微子探测的重要背景，因此对粲粒子进行适当的模拟是非常重要的。我们比较了粲介子和重子的生产加速器的数据。
2011-02-28 astro-ph.HE hep-ex 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
Multiple Production, Transport in Atmosphere and Detection of High Energy Cosmic Rays
我们描述了适用于宇宙线核子-空气和核子-空气相互作用的蒙特卡罗碰撞发生器的一般方面，包括加速器和对撞机数据。本文讨论了高能碰撞主要特征在LHC以上3个能量十年的外推问题，并在理论和唯象假设下，给出了用CORSIKA程序模拟的巨型大范围空气簇射的纵向和横向发展特性。本文研究了在距簇射芯600~m处不同观测量、总尺寸、带电粒子密度的情况下，对$10^{20}$ eV附近初级能量的测定。围绕LHC能量收集的大量空气簇射数据与大多重数模型更好地吻合。在这个能量之外，假设双夸克破缺机制进行的外推可以改变经典的转换到初级能量，这种情况可以对GZK截止的有效性产生影响。在这些条件下，我们模拟了大型和巨型的空气簇射考虑到，此外，新的过程，如双夸克破缺，和拓扑问题，涉及足够的结构函数的横向分布，能量超过$10^{20}$ eV的P.AUGER和EUSO实验。
2001-11-30 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
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
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
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
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
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
QGSJET-III: predictions for extensive air shower characteristics and the corresponding uncertainties
本文介绍QGSJET-III模型对广延大气簇射特性的预测，并与其他模型比较，分析了增强μ子含量或延迟簇射发展的不确定性。
2024-11-04 astro-ph.HE hep-ph
Search for Cosmic-Ray Produced Dark Meson via the $U(1)_\text{D}$ Portal at JUNO
College of Physics, Sichuan University（四川大学物理学院）；Provincial Key Laboratory of Solid-State Optoelectronic Devices, Zhejiang Normal University（浙江师范大学固态光电器件省级重点实验室）；Institute of Physics, Henan Academy of Sciences（河南省科学院物理研究所）
研究大气中暗介子的产生与探测，通过$U(1)_\text{D}$矢量门户耦合暗区与标准模型，采用夸克组合模型描述暗强子化，模拟JUNO中的暗介子通量与相互作用，给出耦合强度的预期灵敏度。
2026-06-16 hep-ph
Jet activity versus alignment
本文检验了宇宙线乳胶实验中观测到的X射线胶片上的斑点排列与超高能喷流占优势的事件特征之间关系的假设。由于射流轴方向之间的强动力学相关性和射流粒子的动量之间的相关性（几乎共线性），所评估的对准程度比随机选择的混乱定位的点在X射线胶片中的对准程度大得多。只要主相互作用高度、碰撞能和所选团簇的总能量满足一定的条件，计算结果与实验数据是一致的。蒙特卡罗发生器PYTHIA，它基本上很好地描述了强子-强子相互作用中的喷流事件，被用于分析。
2005-04-18 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
Hadronic Multiparticle Production at Ultra-High Energies and Extensive Air Showers
对最高能量的宇宙射线粒子的性质的研究是以广泛的空气簇射测量为基础的。因此，大多数宇宙线的性质只能从解释的空气簇射数据，因此取决于超高能强子相互作用模型的预测。我们讨论了不同的情况下，从加速器数据的空气簇射能量模型外推，并调查其影响相应的空气簇射预测。为了探索强子相互作用模型不同外推的影响，我们建立了一个特设模型。这个特设模型的基础上修改的输出标准强子相互作用事件发生器内的空气簇射模拟过程中，使我们能够研究不断变化的相互作用功能对空气簇射发展的影响。在一个系统的研究中，我们证明了由此产生的重要的空气簇射观测值的变化，并讨论了他们的预测的海特勒模型的空气簇射级联。结果发现，我们的特设修改的结果，在很大程度上，独立的基础强子相互作用模型的选择。
2010-10-20 astro-ph.HE hep-ph
ToMCCA: A Toy Monte Carlo Coalescence Afterburner
本研究提出ToMCCA聚结后处理模型，基于实验数据和事件生成器参数化研究核形成，验证其与实验数据吻合度约5%，证实聚结机制仅依赖事例多重数，可用于暗物质相关反核产生的低能预测及扩展至更重核研究。
2024-12-10 hep-ex hep-ph
Cascades from ultra-high-energy neutrinos
Instituto de Física Teórica UAM/CSIC（UAM/CSIC理论物理研究所）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Max-Planck-Institut für Physik（马克斯·普朗克物理研究所）；Sorbonne Université（索邦大学）；Institut d’Astrophysique de Paris (IAP), CNRS（巴黎天体物理学研究所（CNRS））；Instituto de Física Corpuscular (IFIC), CSIC-UV（粒子物理研究所（IFIC，CSIC-瓦伦西亚大学））
本研究开发了扩展自CRPropa的νpropa框架，用于研究超高能中微子传播的级联效应，发现高红移源的10²¹ eV以上中微子通量被强吸收，次级中微子可部分补偿，该框架为未来中微子天文台提供预测。
2026-09-01 astro-ph.HE hep-ph
