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
Air Shower Simulation and Hadronic Interactions
强子相互作用和空气簇射模拟工作组的这份报告的目的是概述该领域的现状，强调未决问题和不同实验的相关结果的比较。结果表明，广泛的空气簇射和相应的强子相互作用的一个近似的整体的理解已经达到。模拟提供了一个定性的描述，大量的空气簇射观测。然而，当纵向簇射轮廓的测量值之间的相关性相比，在地面上的横向粒子分布发现离散。该报告最后列出了一系列重要问题，这些问题应该得到解决，以便在理解强子相互作用方面取得进展，从而提高空气簇射模拟的可靠性。
2013-06-25 astro-ph.HE
Probing hadronic interactions with high-energy and low-energy muons in extensive air showers
本文研究利用IceCube等混合探测器同时测量大气簇射中GeV级与数百GeV以上μ子，以解决“μ子之谜”并为强子相互作用模型中的多粒子产生机制提供约束。
2025-09-21 astro-ph.HE
An extended Heitler-Matthews model for the full hadronic cascade in cosmic air showers
Heitler-Matthews强子空气簇射模型将被推广到强子级联中所有代的电磁子簇射。分析概述了详细的初级质子引发的阵雨。对于由铁原色引发的簇射，给出了分析的部分，因为它与原生质子的分析不同。簇射大小和最大簇射大小的深度的预测与蒙特卡罗模拟的结果进行了比较。深度的最大值，因为它遵循从外推的海特勒-马修斯模型限制到第一代的电磁次簇射是太小的Monte Carlo预测。它示出，包括所有代的电磁子簇导致较小的预测的深度最大和较小的预测的伸长率。因此，离散模型预测和蒙特卡罗预测的最大深度之间的差异不能从考虑的世代数中解释。将提出另一种解释。
2014-03-05 astro-ph.HE
Systematic uncertainties in air shower measurements from high-energy hadronic interaction models
在宇宙射线（CR）能量的强子相互作用模型本质上是不确定的，由于缺乏一个基本的理论描述的软强子和核相互作用和大的外推所需的对撞机能量的范围内观察到的最具活力的宇宙射线（$>10^{20}$ eV）。模型的不确定性进行评估内的QGSJET-II模型，通过改变碰撞机数据允许的限制中的一些关键参数，和QGSJET-II和其他模型之间常用的空气淋浴模拟。关键参数涉及硬过程，弦碎裂，衍射和重子生产。非弹性截面的结果，二次粒子的生产和地面探测器测量的能量为$10^{12}$至$10^{19}$ eV的空气簇射的性质。
2011-05-25 astro-ph.HE
Muons in showers with energy $E_{0} \geq$ 5 EeV and QGSjetII-04 and EPOS LHC models of hadronic interactions. Is there a muon deficit in the models?
本文介绍了μ子组件的阈值\(\varepsilon_{thr} \geq\) 1 GeV的数据。雅库茨克阵列在近50年的连续空气簇射观测中记录了空气簇射。用QGSjetII-04和EPOS LHC模型对质子和铁核的计算结果与μ子的特性进行了比较。在能量大于5 EeV时，模型中存在μ子缺陷。为了使μ介子的实验数据和模拟之间的协议，需要进一步调整的模型。
2022-11-28 astro-ph.HE
Air showers and hadronic interactions with CORSIKA 8
本文介绍 CORSIKA 8 空气簇射模拟框架的最新进展，重点说明强子与μ子成分，并利用 cascade lineage 量化相空间区域对μ子产生的作用，同时报告集成 Pythia 8.3 的初步结果。
2022-10-14 astro-ph.HE
Investigation of Hadronic Interactions at Ultra-High Energies with the Pierre Auger Observatory
皮埃尔·俄歇天文台的目标是研究超高能量宇宙射线粒子的性质。它可以同时观测大气层中纵向空气簇射的发展以及地面上的粒子密度。虽然没有专门的μ子探测器，但已经开发了一些技术来估计由空气簇射产生的μ子$N_μ$的数量。无论是纵向发展，特别是簇射最大值的深度，$X_{\rm max}$，和空气簇射的μ子含量是非常敏感的强子相互作用在超高能量。目前，没有一个用于模拟广泛的空气簇射的强子相互作用模型能够一致地描述皮埃尔俄歇天文台的观测$X_{\rm max}$和$N_μ$。
2009-06-25 astro-ph.HE
Recent results from the KASCADE-Grande cosmic-ray experiment --- Test of hadronic interaction models with air-shower data
宇宙射线为研究高能强子相互作用提供了一种独特的方法。KASCADE空气簇射实验是第一个用空气簇射数据进行强子相互作用定量测试的实验。本文简要介绍了KASCADE及其推广的KASCADE-Grande在强子相互作用和宇宙射线性质研究方面的成果。
2017-11-12 astro-ph.HE
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
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
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
Pythia 8 as hadronic interaction model in air shower simulations
本研究将强子相互作用模型 Pythia 8 集成到空气簇射模拟框架 CORSIKA 8 中，发现其预测的更高截面导致簇射发展显著变浅。
2023-03-05 astro-ph.HE hep-ph
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 to primary composition and hadronic models from average shape of high energy cosmic ray shower profiles
宇宙簇射剖面的概念被用来描述高能宇宙射线的平均行为。形状变量包含有关构图的重要信息。它们独立于主截面的结构，但受其他强子参数的影响，如多重性。这两个变量提供了样本的平均核质量，它们的相容性可以作为强子模型的检验。
2012-09-26 astro-ph.HE hep-ph
Hadronic- and electromagnetic cores of air-showers observed by hybrid experiments at high mountains
本文详细地研究了在Chacaltaya山乳胶室和AS阵列混合实验中探测到的空气簇射中的高能族（高能e、γ束）和强子的特征，并与用QGSJET和EPOS相互作用模型进行的CORSIKA模拟结果进行了比较。由于大气族和强子分量具有更直接的核相互作用信息，因此大气族与伴随着空气簇射的爆发（空气簇射的强子分量）之间的关联对宇宙线相互作用机制更敏感。的家庭能量的突发大小的依赖性进行比较与模拟。结果表明，伴随着较大爆发尺度的空气簇射的族能量系统地小于模拟事件中的预期值。实验结果不能简单地通过改变初级宇宙线的化学成分来描述，这表明次级粒子在宇宙线相互作用中的x分布比模拟模型中假设的要陡得多。
2010-10-13 astro-ph.HE
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
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
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对宇宙线诱导的空气簇射的后一次相互作用和地能级粒子谱的预测存在很大的分歧。这些差异在其实验使用中产生了系统不确定性的重要来源。我们调查的性质和影响模型的不确定性，通过同时分析地面粒子和第一次相互作用的情况。我们专注于空气簇射原色与能量接近高，低能量强子相互作用模型之间的过渡，其中的差异已被证明是最大的，以及在加速器测量的范围内。相互作用模型显示发散的几个淋浴的情况进行了比较，反映了内在的差异模型的理论框架。最后，我们讨论的重要性，在能量范围内的模型之间的切换发生（<1 TeV）和模型的选择对宇宙射线引起的更高能量的空气簇射的强子相互作用的数量的影响。
2021-04-22 astro-ph.HE hep-ph
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
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
Modified Characteristics of Hadronic Interactions in Ultra-high-energy Cosmic-ray Showers
针对UHECR空气簇射模拟与实验不符的问题，本文构建大型模拟库，在加速器数据约束内轻微修正高能强子相互作用，发现关键可观测物理量变化存在相关性，难以同时解释Auger的μ子含量与簇射最大深度异常。
2024-12-03 astro-ph.HE
Overview of hadronic interaction studies at the Pierre Auger Observatory
针对皮埃尔·奥格天文台空气簇射数据与强子相互作用模型预测的差异问题，本文应用新全局方法分析联合数据，同时测定宇宙线质量成分并评估模拟参数，缓解μ子信号不足问题且发现模型簇射极大深度预测过浅的缺陷。
2025-04-16 astro-ph.HE
Ultra-high-energy hadronic physics at the Pierre Auger Observatory: muon measurements
该研究利用世界最大超高能宇宙线观测站皮埃尔·奥格观测站的μ子测量及混合数据，分析强子相互作用特性，发现模拟与数据存在复杂差异，指出μ子差异源于簇射中小变化累积而非首次作用重大改变。
2024-12-03 astro-ph.HE
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
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
CORSIKA 8 with Pythia 8: Simulating Vertical Proton Showers
本文针对宇宙射线大气簇射模拟中的“缪子之谜”，探讨了将强子相互作用模型 Pythia 8（特别是其 Angantyr 模型）整合至 CORSIKA 8 框架中以模拟垂直质子簇射，旨在改善高能强子相互作用的建模并解决缪子不足问题。
2024-12-20 astro-ph.HE
Energy spectra of KASCADE-Grande based on shower size measurements and different hadronic interaction models
KASCADE-Grande致力于研究初级能量范围从10 PeV到1 EeV的宇宙射线空气簇射。多探测器系统使我们能够重建带电粒子，电子和μ子的个别空气簇射数与高精度。基于带电粒子簇射尺寸（$N_{ch}$）谱，重建了宇宙射线的全粒子能谱，并应用常强度截断法校正了大气中的衰减效应。能量校准是通过使用CORSIKA模拟与高能相互作用模型QGSJET-II-2，QGSJET-II-4，EPOS 1.99和SIBYLL 2.1，其中FLUKA已被用作所有情况下的低能相互作用模型。在不同的强子模型中，预测了不同的簇射粒子丰度。这种模式的差异，在观测值将进行比较和讨论，这方面的贡献。此外，通过使用具有增加统计量的数据，将呈现通过不同的相互作用模型的更新的能谱。
2013-09-17 astro-ph.HE
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
Probing hadronic interactions with measurements from the Pierre Auger Observatory
皮埃尔俄歇天文台是世界上研究超高能宇宙射线的最大设施。它有一种混合探测技术，将观测大范围空气簇射的纵向发展和在地面测量其粒子结合起来。这种能力为探测发生在远超过人造加速器所能达到的能量下的强子相互作用提供了可能性。在这份报告中，我们提出了一个选择的最新结果强子相互作用的测量从皮埃尔俄歇天文台。这些数据跨越了三十多年的能量，显示了来自空气簇射的μ子分量的数据与基于最新强子相互作用模型的预测之间的紧张关系。
2021-10-26 astro-ph.HE
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
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
From collider to cosmic rays: Pythia 8/Angantyr for air shower simulations in CORSIKA 8
本文将 Pythia 8/Angantyr 模型集成到 CORSIKA 8 框架中，通过与现有高能相互作用模型对比非弹性截面、多重数及铁诱发簇射的纵向发展和缪子含量，验证其在空气簇射模拟中的适用性。
2025-09-19 astro-ph.HE
Anomalous Air Showers and What They Reveal About Hadronic Interactions and Cosmic-ray Masses
Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）；University of Manchester（曼彻斯特大学）；Vrije Universiteit Brussel（布鲁塞尔自由大学）；Radboud University Nijmegen（奈梅亨拉德堡德大学）；Curtin University（科廷大学）；University of Groningen（格罗宁根大学）；Netherlands Institute for Radio Astronomy（荷兰射电天文研究所）；Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）；Nikhef（尼赫夫国家粒子物理研究所）；Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）；Khalifa University（哈利法大学）；Can Tho University（芹苳大学）；Nanjing University（南京大学）；Xidian University（西安电子科技大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
利用SKA-Low的高分辨率和带宽，通过分析空气簇射纵向发展中的双峰等异常结构，约束强子相互作用模型并确定宇宙线质量成分。
2026-07-02 astro-ph.HE
Probing hadronic interactions at the 100 TeV scale with the Pierre Auger Observatory
利用皮埃尔·阿格诺天文台研究100 TeV尺度的强子相互作用，通过分析空气 shower 的muon含量和深度最大值，发现强子模型存在微小偏差，且通过调整深度预测可缓解muon亏损现象。
2025-12-16 astro-ph.HE
Systematic Differences due to High Energy Hadronic Interaction Models in Air Shower Simulations in the 100 GeV-100 TeV Range
由于现有加速器数据的限制以及对所需能量和快度的理论理解，强子相互作用模型对宇宙线诱导空气簇射的预测包含固有的不确定性。模型之间的差异通常在宇宙射线空气簇射阵列（$10^{15}$ - $10^{20}$ eV）的适当范围内进行评估。然而，利用地面伽马射线观测站对带电宇宙射线测量进行精确建模正变得越来越重要。我们评估的模型预测的总行为的可测量的空气簇射参数的能量（0.1-100 TeV）和高度范围最适合地面伽玛射线观测站的检测。我们继续调查粒子分布后的第一个相互作用点，研究如何在微观物理模型的差异可能会复合到总的空气淋浴行为的差异。高于1 TeV的模型之间的差异通常小于10%。然而，我们发现在地面上的粒子密度在最低的能量测试（100 GeV）的最大变化，在淋浴发展的早期阶段的显着差异。
2019-07-26 astro-ph.HE 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
Sensitivity of seasonal variations of the muon energy spectrum in air showers to hadronic interaction models and the cosmic-ray mass composition
本文利用MCEq研究空气簇射中高能μ子数量季节变化对原初宇宙线能量、质量及强子相互作用模型的依赖，并提出结合地面阵列与深地下探测器测量该变化以探测宇宙线成分和强子相互作用的新方法。
2025-09-18 astro-ph.HE hep-ph
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
Investigating the effect of hadronic models on IACT images
本研究针对强子相互作用模型的不确定性问题，提出通过IACT图像分析模型差异的新方法，以H.E.S.S.模拟为案例，发现图像变量差异并通过Boosted Decision Trees验证模型兼容性，为针对性搜索提供依据。
2025-02-17 astro-ph.HE
Hadronic interaction model Sibyll 2.3d and extensive air showers
我们提出了一个新版本的强子相互作用事件发生器Sibyll。虽然保留了模型的核心思想，但新版本以新的方式处理重子对和领先粒子的产生。此外，还包括粲强子的产生。模型的更新是由LHC前向探测器对总截面和非弹性截面的高精度测量提供的，这些测量将外推限制在超高能量。粒子光谱和多重性的最小偏差测量支持碎裂参数的调整。本文展示了这些变化对空气簇射观测值的影响，如$X_{\rm max}$和$N_μ$，与其他当代宇宙线相互作用模型进行比较。
2020-09-04 astro-ph.HE hep-ph
Measurements of the depth of maximum of air-shower profiles at the Pierre Auger Observatory and their composition implications
分析了皮埃尔俄歇天文台观测到的空气簇射，提取了最大深度（Xmax），并分析了Xmax随能量（$> 10^{17.8}$ eV）的变化。的Xmax分布，他们的平均值和标准偏差进行了分析，与阵雨模拟的帮助下，解释的质量组成的目的。平均值和标准差用于导出<ln A>其方差作为能量的函数。四个组分（p、He、N和Fe）的分数符合Xmax分布。无论使用的强子模型的数据是更好地描述了轻，中间和重原色的混合。此外，独立的强子模型，质子通量随能量的减少被观察到。在整个研究的能量范围内，铁核没有显着的贡献。
2017-01-24 astro-ph.HE
The center of lateral iso-density contours for inclined cosmic air showers
天顶角不为零的宇宙空气簇射的水平横向密度是不对称的。这种不对称性是由等密度线向椭圆的拉伸和椭圆线中心相对于簇射中心的偏移构成的。这种变化是由大气衰减引起的。衰减的建模导致作为天顶角和等密度等值线的大小的函数的偏移的方程。通过研究模拟阵雨的横向密度变化，得到了一个更精确的方程。它示出了如何转移可以被纳入一个椭圆形的横向密度函数。移位的线性近似允许移位的椭圆密度的解析解。并与模拟阵雨资料进行了比较。
2015-08-28 astro-ph.HE
Cosmic ray energy spectra derived from KASCADE-Grande data using post-LHC hadronic interaction models
本研究基于KASCADE-Grande簇射大小测量，采用多种后LHC强子模型并计入涨落，更新10 PeV–1 EeV宇宙线能谱，且首次测试EPOS-LHC-R。
2025-08-29 astro-ph.HE
Testing Hadronic Interaction Models with Cosmic Ray Measurements at the IceCube Neutrino Observatory
冰立方中微子天文台提供了一个机会，以执行独特的测量宇宙射线空气淋浴与其组合的表面阵列和深探测器。电磁粒子和低能μ子（$\sim$ GeV）被IceTop探测到，而一束高能μ子（$\gtrsim$ 400 GeV）可以在IceCube中同时测量。基于模拟的空气簇射观测值的预测显示出对高能强子相互作用模型的选择的强烈依赖。通过重建不同的成分依赖的可观测量，可以提供强有力的测试强子相互作用模型，因为这些测量应该是相互一致的。在这项工作中，我们提出了2.5和80 PeV之间的空气簇射数据的分析，比较组成的解释测量的表面μ子密度，斜率的冰顶横向分布函数，和μ子束的能量损失，使用模型Sibyll 2.1，QGSJet-II.04和EPOS-LHC。我们观察到的所有模型在考虑中的不一致，这表明他们没有给出一个充分的描述实验数据。这些结果还意味着通过间接测量确定宇宙射线质量组成存在很大的不确定性。
2021-07-20 astro-ph.HE
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
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
Testing Model Predictions of Depth of Air-Shower Maximum and Signals in Surface Detectors using Hybrid Data of the Pierre Auger Observatory
提出一种利用 Pierre Auger Observatory 混合数据测试强子相互作用模型的方法，通过全局调整 $X_\text{max}$ 偏移和地面强子信号重标度，发现现有模型需显著修正以缓解缪子难题。
2023-03-26 astro-ph.HE
Through the Looking-Glass with ALICE into the Quark-Gluon Plasma: A New Test for Hadronic Interaction Models Used in Air Shower Simulations
最近，ALICE协作组报道了在质子-质子、质子-铅、铅-铅和氙-氙散射中，奇异和多奇异强子与带电π介子的产额比随多重数的增加而增加。ALICE的观测提供了一个强有力的证据，即夸克-胶子等离子体部分地形成于小型和大型碰撞系统的高多重性事件中。受ALICE结果的启发，我们提出了一个新的强子相互作用模型用于分析超高能宇宙射线（UHECR）与空气核碰撞的测试。该测试是接地在几乎相等的列能量密度在UHECR空气碰撞和铅铅碰撞在LHC。我们应用测试后LHC事件发生器描述强子现象的UHECR散射，并表明这些QCD蒙特卡洛为基础的代码必须重新调整，以适应奇异增强相对于在LHC数据中观察到的π介子。
2020-09-29 astro-ph.HE hep-ph
Proton-Air Cross Section and Extensive Air Showers
超高能强子截面对大范围空气簇射叶栅的发展有重要影响。因此，对空气簇射数据的解释主要依赖于强子相互作用模型，该模型将加速器测量的截面外推到最高宇宙射线能量。我们讨论了如何极端的情况下，截面外推可以影响空气簇射数据的解释。我们发现，外推质子-空气截面在超高能量的理论不确定性是远远大于现有的传播可用的蒙特卡罗模型预测建议。证明了对簇射最大值深度的影响。
2009-06-17 astro-ph.HE hep-ph
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
Pythia 8 and Air Shower Simulations: A Tuning Perspective
针对空气簇射中模拟与观测μ子含量不符的“μ子之谜”，本文探索将主要用于大型强子对撞机的 Pythia 8 及其 Angantyr 模块整合进空气簇射模拟，以改进高能强子相互作用描述。
2024-12-30 astro-ph.HE hep-ph
