On Signatures of a Possible New Physics Resonance in Atmospheric Air Showers Using a Parameterized Model
Palacky University Olomouc, Faculty of Science, Joint Laboratory of Optics of Palacky University and Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（帕拉茨基大学奥洛穆茨分校理学院，帕拉茨基大学与捷克科学院物理研究所联合光学实验室）
本文提出了一种参数化模型，用于研究大气气 shower 中可能的新物理共振特征，通过分析不同衰变通道对 shower 深度和能量依赖性的影响，探讨了新物理共振的可见性与宽度的关系。
2025-12-19 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Interleaved Parton Showers and Tuning Prospects
通用的蒙特卡罗事件发生器已经成为粒子物理学中的重要工具，它可以用来模拟强子末态。在本文中，我们将研究Pythia 8生成器，特别关注其部分子簇射算法。引入了对代码的一些相关的新添加，这应该允许更好地描述数据。我们还实现了2到3个实发射QCD矩阵元，并进行了比较，以检查如何以及淋浴算法填充相空间远离软共线区域。调整发电机的Tevatron数据进行两个PDF集和第一个新的LHC数据的影响进行检查。
2010-11-08 hep-ex hep-ph
QED x QCD Resummation and Shower/ME Matching for LHC Physics
我们介绍了QED × QCD的理论及其与簇射/矩阵元匹配在精密LHC物理方案中的相互作用。我们用强子对撞机上产生的单个重规范玻色子来说明这个理论。
2007-04-03 hep-ph
Morphing parton showers with event derivatives
我们开发了一个可微部分子簇射事件发生器EventMover。此工具生成高长度和可变长度散射事件，可以使用模拟导数移动这些事件，以更改定义强耦合常数的尺度$Λ_\mathrm{QCD}$的值，而不会在样本之间引入统计变化。为了证明EventMover的潜力，我们将模拟的输出与$e^+e^-$数据进行比较，以显示如何仅用单个事件样本拟合$Λ_\mathrm{QCD}$。这是迈向粒子和核物理完全可微事件发生器的关键一步。
2022-08-03 hep-ex hep-ph
Forward physics : from SPS to LHC, what can we learn from air showers ?
最近RHIC实验的发现和小X射线物理新理论的发展，使正向物理产生了新的兴趣。在大型强子对撞机上，正确描述多个部分子相互作用对理解所有结果至关重要。另一方面，正向粒子产生和多重相互作用是发展空气簇射的关键。这就是为什么像KASCADE这样的精确实验所做的空气簇射测量可以帮助理解高能相互作用，使用能够再现加速器和空气簇射数据的强子模型。在EPOS模型的框架下，我们将展示从SPS到LHC能量的粒子产生的空气簇射实验可以固定哪些约束。
2009-06-08 hep-ph
CaloGraph: Graph-based diffusion model for fast shower generation in calorimeters with irregular geometry
针对高能物理实验中探测器模拟的计算挑战，本研究提出新型基于图的扩散模型CaloGraph，用于不规则几何低颗粒度探测器的快速量能器模拟，并在ATLAS数据集上实现粒子物理领域首次应用。
2024-02-18 hep-ex hep-ph
Matching Fully Differential NNLO Calculations and Parton Showers
我们提出了一个通用的方法来匹配完全差分下一个下一个主导（NNLO）计算部分子淋浴程序。我们详细讨论了一个完整的NNLO+PS匹配必须满足的微扰精度标准。我们的方法是基于不断提高一个给定的NNLO计算与领先的对数（LL）在选定的射流分辨率变量recrimation。由此产生的NNLO $+$ LL计算是投在一个事件发生器的物理事件，可以直接与一个部分子淋浴例程的形式，我们给出了一个明确的建设的输入“蒙特卡洛截面“满足所有要求的标准。我们还展示了其他提出的方法如何自然地出现在我们的方法中的特殊情况。
2013-11-01 hep-ex hep-ph
A New Source of Millicharged Particles: Secondary Showers in the LHC Forward Absorber
National Centre for Nuclear Research（国家核研究中心）；School of Physics and Astronomy, University of Minnesota（明尼苏达大学物理与天文学院）；Astrocent, Nicolaus Copernicus Astronomical Center Polish Academy of Sciences（波兰科学院尼古拉·哥白尼天文中心Astrocent）
研究通过蒙特卡洛模拟和Geant4建模，发现LHC前向吸收器中高能中性粒子引发的二次 shower 可产生大量millicharged粒子，增强信号产出，对高亮度LHC新物理搜索至关重要。
2026-05-13 hep-ex hep-ph
Precision QED \otimes QCD Resummation Theory for LHC Physics: IR-Improved Scheme for Parton Distributions, Kernels, Reduced Cross Sections with Shower/ME Matching
本文综述了基于IR改进的DGLAP-CS理论的LHC物理新方法的最新进展，它涉及到一种新的MC友好的指数化方案，用于LHC物理高阶修正的精确计算，其中QED和QCD的IR奇异性在严格的簇射/ME匹配下同时被消除到α和α s的所有阶。我们提出的第一个MC数据比较隐含的新阵雨本身与标准的使用HERWIG6.5 MC事件发生器作为测试用例在LHC能量。
2008-10-07 hep-ph
Colored Particle Production in New Physics at NLO QCD and Its Matching to Parton Showers
在这个演讲中，我展示了在\MG 5aMC框架内，QCD中次领先阶的自动化蒙特卡罗模拟以及它与部分子簇射的匹配已经是可行的。我简要地概述了最近的活动，并采取有色粒子的生产在大型强子对撞机作为例子。这些工具和模型已经准备好供现象学家和实验学家使用。
2017-04-10 hep-ph
NLO parton shower for LHC physics - hard processes and beyond
本文以LHC重玻色子产生过程为例，提出了在初始状态蒙特卡罗部分子簇射（硬过程部分）中加入QCD非线性光学修正的新方法。尽管简化模型的过程中，数值结果证明，新方法的基本概念正确的工作在Monte Carlo部分子簇射事件发生器的数值环境。所提出的方法是一种替代成熟的方法，MC@NLO和POWHEG。文中还讨论了新方法的一些改进，使之具有更好的计算机CPU时间效率。
2012-10-29 hep-ph
Probing new physics with high-multiplicity events: UHE neutrinos at air-shower detector arrays
半经典过程，如标准模型中的电弱sphaleron的产生和衰变，以及低尺度引力情景下的微观黑洞，通常都涉及大量处于末态的粒子。这些大的多重性可以在地球大气层中的超高能中微子与$E_ν\geq 10^9~\text{GeV}$和核子的碰撞中清楚地看到。针对望远镜阵列实验（TA）、皮埃尔-俄歇天文台（Auger）等空气簇射探测器阵列实验，提出了发现和分析这类事件的战略途径。
2021-05-14 hep-ph
Extensive Air Showers and Accelerator Data - The NEEDS Workshop
非常高能量的宇宙射线通常通过测量与空气核碰撞产生的次级粒子形成的广泛的空气簇射来研究。测量的间接性质使得宇宙射线数据的物理解释强烈依赖于对簇射中多粒子产生的模拟。2002年4月，大约50名物理学家在卡尔斯鲁厄聚会，讨论强子多粒子产生的各个方面，目的是加强高能物理和宇宙射线群之间的相互作用。讲习班的重点是在加速器上测量与空气簇射有关的强子相互作用特征的现有和即将出现的可能性。本文是对讨论和结论的回顾。
2002-12-23 hep-ph
Searching for New Physics Inside Jets with the Herwig 7 Generalised Parton Shower
Seoul National University（首尔大学）；Durham University（杜伦大学）；University of Manchester（曼彻斯特大学）；CERN（欧洲核子研究中心）
本文研究了包含标准模型和超出标准模型辐射的部分子喷注演化，聚焦于质量较大的Z'玻色子现象学。通过Herwig 7框架模拟Z'在对数增强区域的产生，探讨了SM与BSM喷注的相互作用，识别了区分Z'喷注与常规信号的动量学特征。
2026-04-01 hep-ph
Sensitivity of large air shower experiments for new physics searches
粒子物理学的标准模型之外的物理学研究在世界各地的加速器上进行。虽然具有较差的检测能力和大的光束不确定性，超高能宇宙线（UHECR）的实验提供了一个独特的机会，寻找新的物理远远超过TeV。几乎水平的高能中微子，看到一个大的大气目标体积和与“普通”宇宙射线的背景可以忽略不计，是理想的探索罕见的过程。目前和计划中的实验不同的新物理方案的敏感性进行了估计，包括迷你黑洞，激发轻子和leptoquark。
2005-08-09 hep-ph
Parton showers beyond leading logarithmic accuracy
部分子簇射是对撞机物理学中最广泛使用的工具之一。尽管它们至关重要，但迄今为止还没有一个能够证明精度超过称为领先对数（LL）阶的基本水平，从而在广泛的物理应用中受到限制。在这封信中，我们提出的标准阵雨被认为是下一个领先的对数（NLL）准确。然后，我们引入新的淋浴类，为最终状态的辐射，满足这些标准的主要元素，在广泛使用的大$N_C$限制。作为一个概念的证明，我们证明了这些淋浴的协议与全阶解析NLL计算的一系列可观的，从来没有达到任何部分子淋浴。
2020-07-09 hep-ph
Avenues to new-physics searches in cosmic ray air showers
撞击地球大气的宇宙射线（CR）提供了一个可行的机会来研究能量覆盖许多数量级的强子-核碰撞中的新物理，包括远远超过LHC能量的机制。初级CR的永久通量可用于估计给定类型的新物理场景的事件率。作为一个步骤，以估计新的物理搜索在CR诱导的广泛的空气簇射（EAS）的潜力，我们在这里确定的总光度，包括从强子-空气相互作用中的次级流的级联所产生的贡献，使用蒙特卡罗模拟的强子簇射组件与CORSIKA~8。我们得到的结果为单阵雨，并讨论了与CR光谱的相互作用。此外，我们讨论了在EAS中研究BSM现象的可能性，重点是所谓的大多重希格斯生产作为一个明确的例子，它对EAS观测量的影响。
2020-12-28 astro-ph.HE hep-ph
Inspecting the power of parton showering the generated events by comparing the events generated in NLO+PS to NLO and NNLO without parton shower in $e^+e^-$ at 91.2 GEV
在这项研究中，我们试图强调部分子簇射在事件产生中的作用，并在高能事件产生的物理。我们通过比较EERAD 3的次领先阶和次领先阶结果与Vincia的次领先阶加部分子簇射结果，并将两者与实际数据进行比较，完成了这项任务。
2014-05-06 hep-ph
Introduction to parton-shower event generators
本讲座讨论了强子对撞机的蒙特卡罗事件发生器实现的物理。它详细介绍了部分子簇射的建设和匹配的部分子簇射到固定阶计算在高阶微扰QCD。它还讨论了方法合并计算不同数量的喷流，界面的基础事件和强子化。
2015-06-18 hep-ph
High Energy Physics in the Atmosphere: Phenomenology of Cosmic Ray Air Showers
能量在10**6 GeV以上的宇宙射线的性质，必须从它们所引发的空气簇射的时空结构和粒子含量来推断。在这篇综述中，我们总结了这些巨大的空气簇射的现象。我们描述了强子相互作用模型用于推断结果从对撞机数据超高能，并讨论了在大型强子对撞机的前瞻性物理的见解的前景。我们还描述了主要的电磁过程，管理的纵向簇射演化，以及粒子的横向传播。有了这两个主要的淋浴成分和动机，从基础物理学，我们提供了一些不同的方法来区分主要物种的概述。还讨论了中微子相互作用的性质以及即将进行的实验从重子级联中分离出深穿透簇射的潜力。最后，我们冒险进入一个未知的领域赋予TeV规模的重力和探索异常中微子诱导的阵雨。
2004-07-09 astro-ph hep-ph hep-th
Machine Learning Solutions for High Energy Physics: Applications to Electromagnetic Shower Generation, Flavor Tagging, and the Search for di-Higgs Production
本论文展示了设计和开发机器学习（ML）算法的有效性，以选择包含实验高能物理领域许多突出挑战的用例。虽然神经网络和提升决策树的简单实现已经在高能物理中使用了很长一段时间，但ML领域通过设计更复杂，快速和稳定的学习算法实现而迅速发展。最先进的深度学习的复杂性和能力远远超过了CERN开发的\texttt{ROOT}库中实现的学习算法。实验高能物理的各个方面已经并将继续被其他技术学科的学术和工业研究所引领的基于软件和硬件的技术进步所彻底改变，而跨学科性的增加将很快重新构建许多科学领域。本论文通过弥合ML和粒子物理学之间的差距，并探索原始工作线以实现重建，粒子识别，模拟和分析工作流程的现代化，来体现这种多功能性和多学科性的精神。这篇文章记录了一系列新颖的方法，这些方法利用基于行业标准的开源库的现代自动化技术来增强传统的特定领域方法。具体而言，它有助于在LHC的ATLAS探测器的$γγb\bar{b} $通道中设置最先进的基于碰撞参量的风味标记和di-Higgs搜索，它引入并奠定了生成对抗网络用于模拟量热计中的粒子簇的基础。这些结果证实了ML在未来几年为粒子物理学提供动力的概念，并为未来的应用建立了基线。
2019-03-12 cs.LG hep-ex hep-ph
CaloTrilogy: Toward a Breakthrough in One-Step, End-to-End, Physics-Guided Shower Generation for Modern Calorimeters
School of Physics and Astronomy, University of Edinburgh（爱丁堡大学物理与天文学学院）；Department of Physics, University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校物理系）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；State Key Laboratory of Dark Matter Physics, Tsung-Dao Lee Institute & School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学暗物质物理国家重点实验室、李政道研究所及物理与天文学学院）；Key Laboratory for Particle Astrophysics and Cosmology (MOE) & Shanghai Key Laboratory for Particle Physics and Cosmology, Shanghai Jiao Tong University（教育部粒子天体物理与宇宙学重点实验室及上海粒子物理与宇宙学重点实验室，上海交通大学）
提出一种结合平均速度场积分器、学习生成先验和物理引导损失项的框架，实现一步或少量评估步骤的高质量簇射生成，性能与最先进的流和扩散模型相当。
2026-07-21 cs.LG hep-ex hep-ph
Charm energy loss and D-D correlations from a shower picture
对高横动量（P_T）下含粲或底夸克的介子的测量，是研究超相对论重离子（A-A）碰撞中硬部分子与QCD介质相互作用性质的一组有趣的探索。D介子和B介子不仅可以合理准确地被假设为代表b或c夸克通过介质后的强子化，即它们明确地反映了夸克-介质相互作用，而且它们的相互作用物理预计与穿过介质的轻部分子不同：夸克质量限制了辐射相空间，导致真空和介质感应辐射的减少，这种现象被称为“死锥效应”。由于这种物理学上的差异，重夸克与介质的相互作用通常在主导部分子能量损失近似下处理，而轻部分子物理学理论已经转移到模拟完整的介质修改的簇射演化。本文尝试通过计算粲-介质相互作用的核抑制因子和背靠背关联，用一个在介质中簇射演化的Monte Carlo（MC）程序，对高P_T下的轻部分子和重夸克物理建立一个更加统一的描述.
2013-10-21 hep-ph
New Angles on Fast Calorimeter Shower Simulation
本研究扩展了用于高粒度量能器粒子簇射模拟的 BIB-AE 架构，实现了多参数条件化并验证了其在基于粒子流的重建后仍保持高物理性能，为开发更通用的模拟工具迈出重要一步。
2023-03-31 hep-ex hep-ph physics.data-an
Various constraints on BSM physics from extensive air showers and from ultra-high energy gamma-ray and neutrino searches
本文基于广延大气簇射异常特征及超高能伽马射线与中微子搜寻，综述了超高能宇宙射线对洛伦兹不变性检验、暗物质、早期宇宙相变和惰性中微子等标准模型之外物理现象的限制。
2025-01-31 astro-ph.HE hep-ph
Score-based Generative Models for Calorimeter Shower Simulation
National Energy Research Scientific Computing Center（国家能源研究科学计算中心）；Berkeley Lab（伯克利实验室）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Berkeley Institute for Data Science（伯克利数据科学研究所）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
基于分数的生成模型是一类新的生成算法，即使在高维空间中也能生成逼真的图像，目前在不同的基准类别和应用中超过了其他最先进的模型。在这项工作中，我们介绍CaloScore，一个基于分数的生成模型适用于碰撞物理量热计簇生成。使用快速量热仪模拟挑战2022数据集研究了三种不同的扩散模型。CaloScore是基于分数的生成模型在对撞机物理学中的第一个应用，能够为所有数据集生成高保真的热量计图像，为热量计淋浴模拟提供了另一种范例。
2022-10-19 cs.LG hep-ex hep-ph
Search for ultra-high energy photons using air showers
对能量超过10^18 eV的光子的观测将为宇宙射线研究打开一扇新的窗口，可能对天体物理学、粒子物理学、宇宙学和基础物理学产生影响。目前和计划中的空气簇射实验，特别是皮埃尔俄歇天文台，提供了一个前所未有的机会，以寻找这样的光子，并补充宇宙的多信使观测的努力。本文综述了超高能光子研究的动机、成就和前景。
2007-02-23 astro-ph hep-ph
Evolution of parton showers and parton distribution functions
部分子簇射事件发生器中的初始态演化涉及到部分子分布函数。我们研究的概率系统从一个较高的规模发展到一个较低的规模没有初始状态分裂。一个简单的论证表明，当这个概率乘以两个尺度下部分子分布的比值时，应该与部分子分布函数无关。我们称之为PDF属性。我们使用Pythia和Deductor来检查PDF属性是否真的成立。我们还测试了一个相关的属性的扣除淋浴和讨论背后的结果的物理。
2020-07-22 hep-ph
Resampling Algorithms for High Energy Physics Simulations
我们证明了在部分子簇射的背景下，交错重散射的方法可以大大提高加权部分子簇射演化算法的统计收敛性。我们说明了这几个例子显示显着的统计改善。
2019-12-05 hep-ph physics.comp-ph
Implications of Ultrahigh Energy Air Showers for Physics and Astrophysics
在地球大气层中产生巨大的广泛的空气簇射的初级高能粒子从两个角度提出了一个有趣的谜团：（1）这些粒子是如何产生的，具有如此惊人的能量，比最好的人造地球加速器产生的能量高出八个数量级？(2)既然它们最有可能起源于河外，那么它们如何从河外距离到达我们，而不会遭受与2.7 K热宇宙背景光子相互作用所带来的严重损失-所谓的GZK效应？这些问题的答案可能涉及到新的物理学：违反狭义相对论，大统一理论和量子引力理论涉及大额外维度。它们可能涉及新的天体物理学来源，“zevatrons”。或者一些迄今为止完全未知的物理学或天体物理学可能有答案。我将在这里讨论涉及高能宇宙射线的产生和河外传播的奥秘，并提出一些可能的解决方案。
2002-08-12 astro-ph hep-ph
CaloGAN: Simulating 3D High Energy Particle Showers in Multi-Layer Electromagnetic Calorimeters with Generative Adversarial Networks
Yale University（耶鲁大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
亚原子粒子相互作用和通过物质传播的精确建模对于核和粒子物理研究和精确测量的进步至关重要。在大型强子对撞机（LHC）的典型实验的模拟管道中，计算成本最高的步骤是对控制量热计内粒子簇射运动和演化的物理过程的全部复杂性进行详细建模。我们介绍了\textsc{CaloGAN}，一种新的快速仿真技术的基础上生成的对抗网络（GANs）。我们将这些神经网络的电磁簇射在纵向分段量热计的建模，并实现加速因子可比或优于现有的CPU（$100\times$ - $1000\times$），甚至更快的GPU（高达$\sim10^5\times$）上的完整模拟技术。在整个相空间中实现精度仍然存在挑战，但我们的解决方案可以再现光子，正电子和带电π介子的各种几何簇射形状特性。这是迈向基于神经网络的完整检测器模拟的重要垫脚石，可以节省大量的计算时间，并在现在和未来实现许多分析。
2017-12-21 cs.LG hep-ex hep-ph
Phenomenological Study of the Interplay between IR-Improved DGLAP-CS Theory and the Precision of an NLO ME Matched Parton Shower MC
我们提出了一个唯象研究的应用现状，我们的方法的{ \it精确}的振幅为基础的重申在量子场论，精确的QCD计算，由现实的MC事件发生器的方法，所需的精密LHC物理。我们讨论了最近的结果，因为它们涉及到我们中的一个的伴随IR改进DGLAP-CS理论和精确的NLO矩阵元素匹配部分子簇射MC的在Herwig6.5环境中的相互作用，通过比较确定最近的LHC实验观测单重规范玻色子的生产和衰变。新理论和数据之间的一致程度仍然是乐观的理由。本着完整性的精神，我们讨论以及其他方法相同的理论预测，我们在这里从物理精度的角度，着眼于（分）1% QCD \otimes EW总理论精度制度的LHC物理。
2013-06-13 hep-ph
Extensive Air Showers and the Physics of High Energy Interactions
广泛的空气簇射仍然是关于初级宇宙射线及其在PeV以上能量的相互作用的唯一信息来源。然而，这些信息隐藏在级联过程的乘法特性中。尽管有大量的实验和理论研究，但不同研究的结果往往是模糊的，甚至是相互矛盾的。这些争论部分归因于我们的高能相互作用模型的不完善。本文的第一部分是关于这个问题的。作者认为，目前的模型应加以修正，使叶栅进入大气的深度略深一些。在这方面，QGSJET-II模型建议的修改似乎是朝着正确方向迈出的一步。Sibyll 2.1模型提供了类似的穿透特性。然而，这种修改是不够的，还需要一个小的额外的能量从EAS强子的电磁分量的转移。作为这样一个过程的一个可能的候选人的π介子的非弹性电荷交换进行了讨论。在本文的第二部分中，作者讨论了需要考虑EAS与探测器的材料，它们的环境和地面的相互作用，最近发现的“中子雷”现象。
2007-03-20 hep-ph
Precision QEDXQCD Resummation Theory for LHC Physics: Status and Update
我们介绍了IR改进的DGLAP-CS理论的基本内容，它涉及到新的MC友好的指数化方案，用于精确计算LHC物理的高阶修正，其中QED和QCD的IR奇异性在严格的簇射/ME匹配的存在下同时被取消到α和α_s的所有阶。我们提出的第一个MC数据比较隐含的新阵雨本身与标准的使用HERWIG6.5 MC事件发生器作为测试用例在LHC能量。如所预期的，IR改进的簇射重新填充对于标准HERWIG6.5输入参数的能量分数z的较低值和伴随的p_T的较低值。可能的现象学影响进行了讨论。
2008-08-22 hep-ph
Post-GZK Air Showers, FCNC, Strongly Interacting Neutrinos and Duality
本文评述了最近提出的一种观点，即能量为$> 10^{20}$ eV的空气簇射可能是由于中微子在这些能量下获得了强相互作用，正如二元标准模型所建议的那样。这种假设被证明是与迄今已知的事实相一致的。此外，通过将后GZK空气簇射的天体物理难题通过电磁对偶性与粒子物理学中的费米子生成问题联系起来，一方面可以获得一些正在计划的实验可以获得的味道变化中性电流衰变率的估计，另一方面可以通过新的空气簇射探测器（如Auger）对假设进行直接测试。这一建议并不排除文献中对GZK后阵雨的其他解释。然而，我们与最近的一篇由Burdman，Halzen和Gandhi撰写的论文相冲突，该论文声称已经排除了几乎所有新粒子物理学的解释，包括我们的解释。
1997-11-24 astro-ph hep-ph
Large Scale Air Shower Simulations and the Search for New Physics at AUGER
对GZK截止点附近的大尺度空气簇射进行了数值模拟。的级联的各个子组件的行为进行了广泛的分析。我们集中我们的调查都在整个大气层和各种级联的几何结构，特别是在横向分布的总和部分多重性的研究。本文还探讨了在俄歇望远镜上探测超高能宇宙射线（UHECR）中新物理的可能性。我们试图解开由于标准的统计波动的影响，在第一次质子撞击在淋浴形成的相互作用和评论这些点。我们认为，理论模型预测大失踪的能量可能有机会被确定，一旦在能量测量的校准误差被解决的实验合作，在测量包容性的多重性。
2003-08-17 astro-ph hep-ph hep-th
Decoding Photons: Physics in the Latent Space of a BIB-AE Generative Network
由于未来对撞机实验的数据收集能力不断提高，计算资源有限，因此使用生成神经网络快速模拟对撞机事件的兴趣正在增长。在我们之前的研究中，用于在高粒度量热计中产生光子簇射的有界信息瓶颈自动编码器（BIB-AE）架构显示了各种全局差分簇射分布的高精度建模。在这项工作中，我们研究了BIB-AE如何在其潜在空间中编码这些物理信息。我们对这种编码的理解使我们能够提出进一步优化生成性能的方法，例如，通过改变潜在空间采样或建议对超参数进行特定更改。特别是，我们改进了沿粒子入射轴的簇射形状的建模。
2021-06-29 hep-ex hep-ph physics.data-an
New physics from ultrahigh energy cosmic rays
来自太空的宇宙射线进入大气层时，能量高达10^{11} GeV。簇射中的初始粒子或次级强子可能与空气核子相互作用产生非标准粒子。本文研究了高能宇宙射线产生新物理的问题，重点研究了分裂超对称模型中的长寿命胶子和作为暗物质的弱相互作用粒子。我们首先推导了大气中任意深度强子事件的总通量，表明次级强子是不可忽略的。然后，我们利用这些结果，以找到通量的胶子和WIMP后，到达地面后，在空气淋浴。我们还评估了产生这些外来粒子的概率在一个单一的质子簇射的能量。最后，我们讨论了可能的信号在当前和预计的实验。虽然小通量的WIMP似乎没有任何现象学的后果，我们表明，胶子可以修改大量的一小部分广泛的空气淋浴的配置文件。特别是，它们可以在AUGER上在大天顶角的阵雨中产生可观察到的明显信号。
2007-02-09 astro-ph hep-ph
Sensitivities to PDFs in parton shower MC generator reweighting and tuning
在蒙特卡罗事件发生器预测中，部分子密度系统不确定性的评估一直是通过对单个模拟事件的初始状态组态的原始和系统PDF进行重新加权来实现的。这种加权现在在许多生成器中预先执行，为PDF和规模系统学提供方便的权重因子-包括NLO计算，其中反项使权重计算复杂。本文试图对忽略PDF变化对MC模型的超定阶分量的影响的后果以及对部分子簇射和MPI调谐策略的影响进行教学讨论和实证研究。我们确认，影响通常是小的，众所周知的原因，并讨论了连接的问题，一致的治疗PDF和部分子阵雨之间的强耦合，从物理原理的动机和需要良好的数据描述并不总是很好地对齐。
2016-03-06 hep-ph
Hadroproduction of t anti-t pair in association with an isolated photon at NLO accuracy matched with parton shower
我们使用PowHel软件包模拟了LHC中与硬光子相关的t反t对的强子产生。这些事件几乎完全包含光子，允许任何物理相关的光子隔离。我们使用生成的事件，根据Les-Houches事件格式存储，正式在下一个领先顺序（NLO）的精度进行预测的微分分布，我们将这些与现有的预测准确NLO使用光滑隔离处方的Frixione。我们还预测了完全部分子簇射和强子化后的分布，使用标准的实验锥光子隔离。
2015-05-11 hep-ph
Horizontal and Upward Tau Airshowers in Valleys from Mountains and Space: Discovering UHE Neutrinos and New Physics
来自地壳或山脉的向上和水平τ空气簇射是PeV和更高能量的超高能UHE中微子nu_{tau}、barν_{tau}和bar{nu}_e的最强信号。τ空气簇射次级粒子的多重性，N_{opt} =10^{12}（E_{tau} /PeV），N_{gamma} = 10^8* E_{tau} /PeV，N_{e^- e^+} = 2*10^7 E_{tau} /PeV，N_{mu} = 3 *10^5（E_{tau} /PeV）^{0.85}，使它们的发现变得容易。UHE nu_tau，barν_tau，根据超级神冈中微子味道混合的证据，nu_mu <-->nu_tau，应该和nu_mu，barν_mu一样丰富。此外，在W的共振能量峰值附近的反中微子电子（横截面ν_e），E_{barν_e} = M^2_W / 2m_e = 6.3*10^{15} eV，也可能产生τ-空气簇射。向上的UHE nu_tau- N相互作用在地壳水平边缘和从下面，其结果向上UHE tau空气簇射向高山，飞机，气球和卫星应该闪烁伽马，mu，X和切伦科夫光向探测器。这种向上的tau空气簇射可能已经击中了附近的卫星GRO伽马探测器，在BATSE阈值的边缘通过短，硬，稀释的伽马爆发闪烁它们。tau空气簇射可以测试UHE中微子相互作用，从而在山谷和向上簇射中对新TeV物理进行额外的微调测试。
2001-06-13 astro-ph gr-qc hep-ph
Explainable machine learning of the underlying physics of high-energy particle collisions
我们提出了一个可解释和物理感知的机器学习模型的实现，该模型能够使用最终状态粒子的能量动量四矢量中编码的信息来推断高能粒子碰撞的基本物理。我们使用生成对抗网络（GAN）演示了我们的白盒AI方法的概念验证，该网络从基于DGLAP的部分子簇射蒙特卡罗事件生成器中学习。我们第一次证明，我们的方法导致一个网络，不仅能够学习粒子的最终分布，而且还能够学习潜在的部分子分支机制，即Altarelli-Parisi分裂函数，簇射的排序变量和缩放行为。虽然目前的工作主要集中在微扰物理的部分子淋浴，我们预见了广泛的应用范围，我们的框架，目前难以解决的领域，从QCD的第一原则。例子包括非微扰和集体效应，因子分解破缺和重离子中部分子簇射的修改，以及电子-核碰撞。
2020-12-11 hep-ph nucl-ex nucl-th
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
Simulations of black hole air showers in cosmic ray detectors
我们提出了一个全面的研究TeV的黑洞事件在地球大气层起源的宇宙射线的非常高的能量。本文发展了一个先进的fortran蒙特卡罗程序，并用于模拟超高能中微子-核子相互作用引起的黑洞大范围空气簇射。我们研究这些事件的特征，比较黑洞空气簇射的标准模型的空气簇射，并测试不同的理论和唯象模型的黑洞的形成和演化。发现黑洞空气簇射的主要特征与所考虑的模型无关。在荧光望远镜和/或地面阵列上，不可能观察到模型之间的显著差异。我们还讨论了在黑洞空气淋浴头“双爆炸”签名。我们发现，第二次爆炸中储存的能量太小，无法产生可检测的峰值。我们的结果表明，在超高能宇宙射线的TeV级黑洞的理论导致强大的预测，但新的物理学的精细印刷品很难在不久的将来通过大气黑洞事件进行调查。
2005-11-14 astro-ph gr-qc hep-ph
