Radio detection of air showers with LOFAR and AERA
高能宇宙射线撞击到地球大气层上会引发大范围的空气簇射。利用LOFAR射电望远镜和Pierre Auger天文台的Auger工程射电阵列（AERA），可以探测到来自空气簇射的射电辐射。最近的结果，从这两个实验。描述了无线电发射的测量特性。这些测量被用来推导高能宇宙射线的性质：它们的到达方向、能量和粒子类型（质量）。
2015-09-16 astro-ph.HE astro-ph.IM
Measurement of horizontal air showers with the Auger Engineering Radio Array
位于阿根廷皮埃尔·俄歇天文台的俄歇工程无线电阵列（AERA）测量了30-80 MHz频率范围内广泛空气簇射的无线电发射。AERA由分布在17公里$^2$上的150多个天线站组成。AERA与俄歇表面探测器、荧光探测器和地下μ介子探测器（AMIGA）一起，能够以混合探测模式测量能量超过10 $^{17}$ eV的宇宙射线。AERA最适合探测$^{\circ}$天顶距的空气簇射，但是，使用俄歇表面阵列重建水平空气簇射，也可以测量非常倾斜的簇射。在这篇文章中，将介绍在天顶距范围从62 $^{\circ}$到80 $^{\circ}$的AERA数据的分析。CoREAS模拟预测，水平空气簇射的无线电发射足迹为几公里$^2$，这一点现已得到AERA测量的证实。这可能会导致无线电为基础的组成测量和能量测定的水平簇射在未来和中微子诱导簇射的无线电探测是可能的。
2016-09-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Feasibility of radar detection of extensive air showers
考虑到各种雷达设置和簇射几何形状，模拟了由空气中的高能簇射粒子产生的短寿命等离子体的无线电波反射。我们表明，空气簇射产生的等离子体必须始终被视为欠密。因此，我们使用汤姆逊散射截面校正分子淬火的无线电波，我们总结相干的贡献，反射的无线电波的体积的等离子体盘，以获得到达接收器天线的信号的时间演变。分析了雷达回波的接收功率和谱功率密度。根据所获得的结果，我们讨论了可能的模式的雷达探测广泛的空气阵雨。我们的结论是，散射信号太弱的雷达方法提供一个有效的和廉价的方法的空气簇射检测。
2015-09-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Results and plans to apply interferometry to air shower observations at the Pierre Auger Observatory
本研究基于皮埃尔·俄歇天文台AERA的观测数据，首次将干涉测量法应用于数千次倾斜空气簇射观测以重建簇射参数，并介绍了为AugerPrime升级的新射电探测器启用干涉测量法的相关计划。
2025-09-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
A Radio Air-Shower Test Array (RASTA) for IceCube
在本文中，我们探讨的可能性，以补充宇宙线物理程序的冰立方天文台与扩展表面阵列的无线电天线。地面上的空气簇射取样和地下的μ子量热法相结合提供了巨大的科学潜力：可以通过否决地面上的空气簇射来提高地平线以上的中微子灵敏度，光子诱导的空气簇射可以通过其小μ子分量来识别，并且对地面上的粒子密度和μ子分量的同步测量提供了关于初级通量组成的有用信息。所有这些分析都是用现有的IceTop阵列进行的。然而，IceTop的足迹是小的相比，接受的InIce传感器阵列，这严重限制了立体角重合测量，需要一个扩展的表面空气簇射探测器。正如LOPES实验所证明的那样，通过地球同步辐射测量空气簇射已成为一种可行且具有成本效益的方法。RASTA项目的科学案例-一个专用的无线电阵列寻求利用这种方法在南极-介绍。
2010-10-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
Dethinning Extensive Air Shower Simulations
我们描述了一种方法，用于恢复大量的空气簇射模拟统计稀疏过程中丢失的信息。通过将加权粒子从稀疏模拟转换为具有相似特性的粒子群，我们获得了与稀疏簇射基本相同的结果，并且与非稀疏簇射模拟非常相似。我们称这种方法为细化。由于不切实际的CPU时间要求，不可能大规模使用非稀疏的簇射，但使用已减稀疏的稀疏簇射，可以对探测器对超高能宇宙射线表面阵列的响应进行大规模模拟研究。详细描述了去稀化方法，并与母体稀化簇射和非稀化簇射进行了比较。
2012-03-29 astro-ph.HE astro-ph.IM
Imaging the radio-wave emission from extensive air showers
Radboud University Nijmegen（奈梅亨拉德堡德大学）；Nationaal Instituut voor Kernfysica en Hoge Energie Fysica (NIKHEF)（荷兰核与高能物理国家研究所）；Max-Planck-Institute for Nuclear Physics（马克斯·普朗克核物理研究所）
本文提出通过成像无线电波观测宇宙射线诱导的大气簇射，展示了该技术与切伦科夫技术的相似性，并指出多天线相机能更有效地捕捉单天线无法获取的信号。
2026-05-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
Polarized radio emission from extensive air showers measured with LOFAR
我们提出LOFAR测量无线电发射广泛的空气淋浴。我们发现，这种发射是强烈的偏振，与近$99\%$的偏振度的中位数，和电场和洛伦兹力作用于粒子的偏振方向之间的角度，取决于观察者在簇射平面的位置。这可以理解为径向极化电荷过剩发射机制的叠加，首先由Askaryan提出，地磁发射机制由Kahn和Lerche提出。我们计算的相对强度的贡献，量化的电荷过剩分数，为$163$个人的空气淋浴。我们发现，测得的电荷过剩的分数是较高的空气阵雨到达更接近天顶。此外，所测量的电荷过剩分数也随着观察者距离空气簇射对称轴的增加而增加。测量值范围从$25\, \mathrm{m}$非常倾斜的空气簇射的$(3.3\pm 1.0)\%$到$225\, \mathrm{m}$几乎垂直的簇射的$(20.3\pm 1.3)\%$。这两种依赖关系与理论预测定性一致。
2014-09-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
Analytic calculation of radio emission from parameterized extensive air showers, a tool to extract shower parameters
宇宙射线引起的大范围空气簇射的射电强度和极化足迹由簇射前沿等离子体云中电流分布的时间依赖结构决定。反过来，在等离子体云，纵向簇射结构的综合电荷电流分布的时间依赖性，是由有趣的物理，其中一个想提取，如位置和多重性的初级宇宙射线碰撞或在雷暴期间的大气中的电场的值。从簇射的足迹中提取簇射的结构需要解决一个复杂的逆问题。为了这个目的，我们已经开发了一个代码，半解析计算的无线电足迹的广泛的空气簇射给定的任意纵向结构。该代码可以用于优化过程中，以提取给定无线电足迹的最佳纵向簇射结构。基于空气簇射的普遍性，我们提出了一个简单的参数化的等离子体云的结构。这种参数化是基于蒙特卡罗簇射模拟的结果。导出参数化还教导了等离子体云的哪些方面对于理解在无线电发射足迹中看到的特征是重要的。计算出的无线电足迹进行了比较与微观的COREAS模拟。
2017-11-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
Air Shower Radio Emission with Energy E$_0$$\geq$10$^{19}$ eV by Yakutsk Array Data
本文简要介绍雅库茨克射电天线阵的技术情况，以及对能量为ε $\geq$ 1 $\cdot$ 10 $^{19}$ eV的空气簇射粒子在32 MHz频率上引起的射电辐射进行测量所获得的一些初步结果。雅库茨克阵列在1987-1989年（第一组测量）和2009-2014年（新的一组测量）获得的数据。雅库茨克阵列首次记录了来自空气簇射的无线电发射，能量> 10 $^{19}$ eV，包括雅库茨克阵列记录的能量最高的簇射，能量为$\sim$ 2 $\cdot$ 10 $^{20}$ eV。
2016-09-12 astro-ph.HE astro-ph.IM
Radio Detection of ultra-high-energy Cosmic-Ray Air Showers
本文介绍射电天线探测超高能宇宙射线大气簇射的原理、观测站及近期成果，强调其精度媲美传统技术，并展望其在下一代实验及搜寻光子和中微子中的作用。
2025-02-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
Parametrization of the angular distribution of Cherenkov light in air showers
空气簇射产生的切伦科夫光对地面伽马射线和宇宙射线观测站观测到的信号有很大贡献。然而，没有描述这种现象是可用的，涵盖小和大角度的簇射轴的区域。为了填补这一空白，切伦科夫光子的角分布的参数化进行的物理动机的参数函数。模型参数的约束，使用模拟的伽马射线和质子簇射的能量在TeV到EeV的区域。其结果是，一个新的参数化，提高了以前的作品的精度。这里提出的结果可用于重建簇射成像切伦科夫望远镜以及在重建簇射轮廓与荧光探测器。
2021-02-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
Nitrogen fluorescence in air for observing extensive air showers
广泛的空气簇射引发空气中氮分子的荧光发射。紫外线是各向同性发射的，可用于观测大气中超过十分之一公里的大范围空气簇射的纵向发展。这一测量技术已经得到了很好的确立，因为几十年来，它一直被几个宇宙射线实验所利用。然而，空气簇射分析的一个基本方面是根据不同的大气条件描述荧光发射。不同的荧光产额直接影响空气簇射重建的能量标度。为了探索空气中氮荧光发射的各种细节，一些实验小组在过去十年中一直在进行专门的测量。大部分测量工作已经完成。这些实验小组在2002年开始的一系列空气荧光研讨会上讨论了他们的技术和结果。在2011年第八届$^{\rm{th}}$空气荧光研讨会上，有人建议开发一种描述氮荧光的通用方法，以应用于空气簇射观测。在这里，第一个分析的排放过程的主要依赖性的共同治疗。在不同波长的贡献，压力的依赖性，因为它是随着大气中的海拔高度的增加而降低，温度的依赖性，特别是所涉及的分子之间的碰撞截面，和碰撞去激发水蒸气的方面进行了讨论。
2012-12-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
Vertical Array in Space for Horizontal Air-Showers
我们认为保证物理水平（强子）的空气淋浴，HAS，发展在高海拔（几十公里）。它们的形态和信息轨迹不同于垂直的。数百公里长的HAS经常被地磁场分裂成一个长的（扇形）淋浴，带有双螺旋尾巴。水平的扇形气簇射只有在南北极才是切向和水平的。在不同的纬度，这些簇射面被地磁场转向和倾斜。特别是在磁赤道这样的切线水平东西空气簇射弯曲，并发展成一个垂直的风扇空气簇射，很容易检测到的垂直阵列检测器（重力悬挂元件）。这种“美杜莎”阵列可能由充气的漂浮气球链组成。轻气体浮在水面上，它充当粒子的量热计，同时部分支撑探测器的重量。垂直悬挂的链条和橡胶圈气球（其内部可能记录了切伦科夫光）揭示了交叉电子对的束。这样一个阵列最好和最便宜的原型可能是装在普通气球上追踪地球大气边缘向上和切向的强子空气簇射。这些阵列结构可以揭示分裂簇射特征。更好地揭示了构图的本质。就在地球的地平线之外，有令人兴奋的，但更罕见的，向上的空气簇射的来源：新的UHE Tau空气簇射天文学起源于地球内的EeVs tau中微子信号掠过土壤并形成UHE Tau，后来在飞行中衰减。因此，赤道的水平空气簇射可以显示强子水平孪生分裂的性质，它的组成以及第一个预期的UHE中微子天文学。
2009-10-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
A Simple Parallelization Scheme for Extensive Air Shower Simulations
一个简单的方法，广泛的空气簇射模拟并行化。在固定的高度步长上模拟阵雨。在每一步中，低于指定能量阈值的子粒子被虹吸出来并制成表格以供进一步模拟。一旦整个簇射被制成表格，产生的粒子列表被连接并分成单独的列表文件，每个列表文件都具有类似的投影计算时间。然后将这些列表放置在计算集群上，当计算资源变得可用时，可以在其中以零碎的方式完成模拟。模拟完成后，输出将重新组合为完整的空气簇射模拟。原始模拟程序（在本例中为CORSIKA）在此过程中没有任何改变。验证是通过比较10^（16.5）eV的簇射产生和没有并行化。
2011-03-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
Impact of atmospheric effects on the energy reconstruction of air showers observed by the surface detectors of the Pierre Auger Observatory
大气条件，如压力（P）、温度（T）或空气密度（$ρ\propto P/T$），影响高能宇宙射线引发的扩展空气簇射的发展。我们研究了大气变化对重建空气簇射的影响，从皮埃尔俄歇天文台的表面探测器阵列的数据，分别考虑与探测器间距为1500米和750米的间距之一。我们观察到调制的事件发生率是由于空气密度和压力的变化对测量信号的影响，从中获得的能量估计。我们展示了如何的能量分配可以被纠正，以考虑到这样的大气影响。
2017-02-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
Angular distribution of extensive air showers by TEL array under GELATICA experiment
广泛的空气簇射（EAS）的到达方向分布的研究，通过一个4探测器安装在Telavi（TEL阵列），这是一个节点的GELATICA网络在格鲁吉亚。采用大气球层模型内的EAS到达天顶角分布和阵雨随空气路径的指数吸收的描述。结果表明，天顶角上截止边界的变化允许一个稳定的估计簇射吸收路径。
2020-06-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
Signal Model and Energy Reconstruction for the Radio Detection of Inclined Air Showers in the 50-200 MHz Frequency Band
本研究利用CoREAS模拟将倾斜簇射射电信号模型扩展到50-200 MHz频段，通过参数化电荷过剩分离地磁分量并拟合横向分布函数重建辐射能量，在奥格天文台和GRANDProto300实现<5%固有分辨率，在大型阵列上实现<10%分辨率。
2025-07-09 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Air showers, hadronic models, and muon production
研究了超高能宇宙射线引发的扩展空气簇射发展过程中μ介子产生的一些特征。利用最新版本的AIRES空气簇射模拟系统，我们分析和讨论了观测到的实验测量和模拟数据之间的差异。
2019-04-26 astro-ph.HE
Search for Neutrino Generated Air Shower Candidates with Energy More than 5$\cdot$10$^{18}$ eV and Zenith Angle $θ$ $\geq$ 50$^\circ$
由于物质的物理性质，中微子空气簇射可以在大气的任何部分形成。一般来说，中微子产生的空气簇射是高度倾斜的，形成于近地面，即年轻簇射。因此，在这种空气簇射的信号中应该预期大量峰值[1，2，3]。我们工作的目标是寻找中微子产生的空气簇射候选者。为此，我们分析了来自具有不同面积和能量阈值的闪烁探测器的大量数据[1，2]。对雅库茨克阵列数据的初步分析表明，中微子没有产生空气簇射，但这并不意味着这种空气簇射不存在。这将需要进一步分析高度倾斜的阵雨。为了做到这一点，需要改进记录和处理空气簇射的方法。
2016-12-28 astro-ph.HE
SELFAS2 : radio emission from cosmic ray air showers. Effect of realistic air refractive index
使用模拟代码SELFAS2，我们提出的预测广泛的空气簇射（EAS）在其发展过程中在大气中发射的无线电信号。来自空气簇射的MHz范围的无线电发射是两种机制的叠加：由于地球磁场中电子和正电子的系统相反漂移引起的横向电流的变化和由于簇射锋中过量电子引起的过量电荷的变化。在本文中，我们特别强调现实的空气折射率对SELFAS2预测的无线电信号的影响。
2012-12-06 astro-ph.HE
Atmospheric multiple scattering of fluorescence and Cherenkov light emitted by extensive air showers
由空气簇射发射的光的大气光的散射不仅衰减来自簇射的直接荧光，而且有助于观察到的簇射光。到目前为止，在对观测到的空气簇射光学图像进行常规分析时，只考虑了直接和单散射的切伦科夫光子。本文提出了一种计算多次散射光对光学空气簇射图像贡献的蒙特卡罗方法，并给出了模拟结果和散射光对测量的簇射信号贡献的参数化。
2009-04-21 astro-ph.HE
Analysis of Longitudinal Air Shower Profiles measured by the Pierre Auger Observatory
我们描述了由皮埃尔·俄歇天文台的荧光探测器测量的纵向空气簇射剖面的分析，并给出了能量大于10^18 eV的大范围空气簇射的最大深度Xmax的测量结果。测得的能量演化的平均值的Xmax和它的波动进行比较，不同的初级粒子的空气簇射模拟。
2011-03-30 astro-ph.HE
What the radio signal tells about the cosmic-ray air shower
本文简要地概述了宇宙线引起的空气簇射的射电辐射物理。它将表明，在不同的距离从簇射轴的无线电信号提供了补充信息的纵向簇射演化，特别是早期的部分，和簇射核心中的电子分布。这补充了从表面，荧光和μ子探测器获得的信息，并且在获得空气簇射的全面图像方面非常有用。
2012-07-08 astro-ph.HE
Test of hadronic interaction models with air shower data
高能强子相互作用的描述在（天体物理）解释气簇数据中起着重要的作用。对于空气簇射的发展（能量和运动学范围）重要的参数空间远远超出了今天的加速器能力。因此，精确测量的空气簇射被用来约束现代模型来描述高能强子相互作用。所获得的结果是在加速器上获得的信息的补充，并增加了我们对高能强子相互作用的理解。
2009-10-28 astro-ph.HE
The Greisen Function and its Ability to Describe Air-Shower Profiles
本文探讨了Greisen函数描述空气簇射纵向轮廓的能力，证明其适用于强子簇射，并提出利用该函数的轮廓形状鉴别强子与光子的新方法。
2023-06-26 astro-ph.HE
Measurement of radio emission from extensive air showers
天体粒子物理学的一个新的有希望的发展是测量广泛的空气簇射的无线电发射。级联中的粒子发射同步辐射（30 - 90 MHz），其用偶极天线阵列检测。最近的实验工作进行了讨论。
2009-10-12 astro-ph.HE
Sensitivity of Extensive Air Showers to Features of Hadronic Interactions at Ultra-High Energies
我们研究了广泛的空气簇射发展的依赖性的第一强子相互作用在超高能量发生在启动阶段的空气簇射级联。标准空气簇射观测值的解释取决于这些相互作用的特性。因此，目前很难从对空气簇射数据的分析中得出确定的结论，例如关于初级宇宙射线质量组成的结论。另一方面，一个已知的初级质量组成将使我们能够研究强子相互作用的质心能量远高于范围内，是可以访问的加速器测量。
2009-06-02 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
Discrimination of muons for mass composition studies of inclined air showers detected with IceTop
IceTop是IceCube的表面阵列，可测量能量范围为1 PeV至几个EeV、天顶角范围高达$\approx$ 36 $^\circ$的宇宙射线的空气簇射。该探测器阵列还可以测量能量高于20 PeV的较大天顶角处的空气簇射。与较重的宇宙射线原色相比，来自较轻原色的空气簇射到达阵列将产生较少的μ子。因此，区分这些μ子与簇射中的电磁分量可以允许测量初级质量。本文将介绍一项利用能量为20-100 PeV、天顶角范围为45 $^\circ$ -60 $^\circ$的Monte-Carlo空气簇射鉴别μ子的研究。区分是使用基于电荷和时间的切割来完成的，这使得我们能够在每个簇射中选择类似μ子的信号。将讨论这种分析的方法，其目的是在逐事件的基础上将测得的空气阵雨分类为轻或重。
2021-07-23 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
A Model of the Response of Surface Detectors to Extensive Air Showers Based on Shower Universality
基于簇射普适性，提出适用于水切伦科夫和闪烁体表面探测器的响应模型，可精确重建簇射极大深度和缪子数。
2024-07-23 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
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
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
Prospects for determining air shower characteristics through geosynchrotron emission arrival times
使用模拟的地球同步辐射从广泛的空气淋浴，我们提出了一个关系的形状的地球同步辐射前的观察者的距离最大的空气淋浴。通过分析无线电脉冲在几个无线电天线在一个空气簇射阵列的相对到达时间，这个关系可以用来估计深度的最大的广泛的空气簇射，如果它的影响位置是已知的，允许估计初级粒子的种类。反之亦然，如果有最大深度的外部估计，则该关系提供了对簇射核心的撞击位置的估计。在实际情况下，当到簇射核的距离不超过7 km时，该方法提供的重建不确定性降至30 g/cm ^2。该方法要求高精度地知道波达方向。
2010-04-05 astro-ph.HE
Measurements of the Cosmic Ray Composition with Air Shower Experiments
在本文中，我们审查的空气簇射数据有关的质量组成的宇宙射线以上10 $^{15}$ eV。在解释了空气簇射观测值与宇宙射线的初始质量和能量之间的基本关系之后，我们介绍了用表面探测器研究宇宙射线成分的不同方法和结果。此外，我们还讨论了非成像切伦科夫探测器和荧光望远镜的空气簇射的纵向发展的测量。这些实验结果的解释，在初级质量是非常容易受到理论的不确定性的强子相互作用的空气簇射。然而，我们试图计算对数质量的数据使用不同的强子相互作用模型，并研究其能量依赖性从10 $^{15}$到10 $^{20}$ eV。
2012-02-19 astro-ph.HE
Update on the Combined Analysis of Muon Measurements from Nine Air Shower Experiments
在过去的二十年里，各种实验已经测量了大量空气簇射中的μ子密度，其数量级超过了初级能量的几个数量级。虽然一些实验观察到模拟和实验测量的空气簇射之间的μ子密度差异，但其他实验报告没有差异。我们将提出一个更新的荟萃分析的μ子测量从9个空气簇射实验，包括簇射能量之间的几个PeV和几十个EeV和μ子的阈值能量从几个100兆电子伏到约10 GeV。为了比较不同实验的测量结果，对它们的能量尺度进行了交叉校准，并使用基于空气簇射模拟的通用参考尺度对实验数据进行了比较。超过10 PeV，我们发现一个μ子过剩相对于所有强子相互作用模型，这是增加淋浴能量的模拟。对于EPOS-LHC和QGSJet-II.04，在不同的实验不确定性假设下，详细分析了斜率增加的显著性。
2021-08-20 astro-ph.HE
Status of Air Shower Simulations
综述了大范围空气簇射（EAS）模拟方法的现状。数值和蒙特卡罗方法相结合的EAS发展的描述的优势进行了讨论。简要介绍了宇宙线相互作用模型的物理内容，并将其预测结果与第一个大型强子对撞机数据进行了比较。最后，分析了与“脚踝”能量处宇宙线成分有关的一些悬而未决的问题。
2010-10-07 astro-ph.HE
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
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
Simulation of the Radiation Energy Release in Air Showers
使用CoREAS模拟代码对大范围空气簇射以MHz辐射形式释放的能量进行了模拟研究。我们开发了一种有效的方法来提取这种辐射能量的空气簇射模拟。我们确定的辐射能量释放的纵向剖面，并比较它的能量沉积的纵向剖面的电磁组件的空气簇射。我们发现，校正的地磁发射的几何依赖性的辐射能量的尺度二次与空气簇射的电磁分量中的能量的二阶依赖于大气密度的簇射发展的最大值的位置$X_\mathrm{max}$。在无法获得$X_\mathrm{max}$的测量中，可以使用空气簇射的入射方向的天顶角来近似这种二阶相关性，而精度只有很小的恶化。这种方法的结果是在一个内在的不确定性为4%的电磁簇射能量，这是远远低于目前的实验不确定性。
2016-09-19 astro-ph.HE
Estimation of Lateral Distribution Function in Extensive Air Showers by Using AIRES Simulation System
在这项工作中，广泛的空气簇射的横向分布函数的估计进行了使用的空气簇射模拟系统，这是所谓的AIRES版本2.6不同的强子模型，如（QGSJET 99，SIBYLL和SIBYLL1.6）。模拟是在高能量范围（10^15-10^19 eV）内完成的，用于垂直簇射的不同初级粒子（伽马、质子和铁核）。这种模拟可以用来重建粒子的类型和能量，这些粒子产生了与不同阵列配准的带电粒子的广泛空气簇射。
2013-05-25 astro-ph.HE physics.gen-ph
REAS3: Monte Carlo simulations of radio emission from cosmic ray air showers using an "end-point" formalism
近年来，用于模拟宇宙射线空气簇射的无线电发射的可免费获得的蒙特卡罗代码REAS已经发展到包括空气簇射物理的全部复杂性。然而，在REAS 2和所有其他时域模型中，通过叠加单个空气簇射电子和正电子的辐射来计算无线电发射，对发射贡献的计算并不完全一致。在这篇文章中，我们提出了一个修订后的实施REAS 3，它结合了丢失的无线电发射由于带电粒子的数量的变化，在空气簇射演化过程中使用的“端点形式主义”。随着这些发射贡献的列入，模拟的无线电脉冲的结构从单极到双极的变化，和方位角的发射模式变得几乎对称。剩余的不对称性可以通过无线电发射来解释，无线电发射是由于空气簇射中的净电荷过剩的变化而引起的，这在新的实施中被自动考虑在内。REAS 3构成了第一个基于单粒子发射的自洽时域实现，考虑了空气簇射物理的全部复杂性，并免费提供给所有感兴趣的用户。
2010-10-26 astro-ph.HE
Enhancement of the radar signal of air showers due to time compression
我们调查的可行性检测广泛的空气阵雨的雷达技术在小于$\sim 25^\circ$的视角到阵雨轴。考虑到双基地雷达设置和淋浴的几何形状，其中接收器指向到达的淋浴，我们模拟反射的无线电波关闭的短寿命的等离子体产生的高能量的淋浴粒子在空气中。使用汤姆逊散射截面的无线电波和相干求和的贡献的反射无线电波的体积的等离子体盘，我们得到的时间演变的信号。分析了雷达回波的功率谱密度和接收功率。基于所获得的结果，我们讨论了可能的模式的雷达探测广泛的空气阵雨。
2013-10-02 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
Coherent transition radiation from the geomagnetically-induced current in cosmic-ray air showers: Implications for the anomalous events observed by ANITA
我们表明，相干跃迁辐射的电中性横向地磁电流（CTR-GM）在宇宙线的空气簇射提供了一个自然的，标准模型，解释最近的“邪恶”的事件所观察到的ANITA探测器。我们证明，天顶角小于约70度，结合高表面海拔，列入CTR-GM可以显着改变宇宙射线空气簇射发射的电场。因此，CTR-GM必须包括在无线电发射模型中，以提供穿越电介质边界的高能宇宙射线空气簇射的无线电发射的完整描述。
2019-07-26 astro-ph.HE
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
Radio emission from the air shower sudden death
我们提出了一个新的机制，由于突然吸收的次级粒子时，空气簇射射电发射的簇射前锋击中地面。在空气簇射发展过程中过量存在的电子意味着簇射前沿存在净残余负电荷。我们表明，阵雨击中地面之前，他们的电磁分量完全灭绝，突然消失的净剩余负电荷产生的电场的贡献在kHz-MHz的范围。我们的特点是这种无线电的贡献作为一个功能的主要能源，到达方向和天线位置，使用模拟代码SELFAS 2。我们讨论了这个新的预测信号的超高能宇宙射线的检测和分析的兴趣，我们认为，在淋浴的最大发射的电场的区域不应该与最大发展的区域相一致。
2012-11-14 astro-ph.HE
Macroscopic Model of Geomagnetic-Radiation from Air Showers, II
讨论了运动电荷分布相干辐射发射的一般性质。导出了大面积空气簇射中电荷和电流分布的一般结构。这些随后被用来开发一个非常直观的图片所发射的无线电脉冲的属性。使用该图片可以看出，脉冲的结构是簇射轮廓的直接反射。在较高的频率下，发射被抑制，因为波长短于簇射中的重要长度尺度。结果表明，射电辐射可以用来区分质子和铁离子引起的空气簇射。
2010-10-25 astro-ph.HE
Measurement of Radio Emission from Extensive Air Showers with LOPES
探索了一种探测大范围空气簇射的新方法：测量电磁簇射分量在地球磁场中传播过程中发射的无线电波。最近的结果的开拓性实验LOPES进行了讨论。它记录40至80 MHz频率范围内的无线电信号。测量的无线电发射的强度作为不同的簇射参数，如簇射能量，入射角，和距离簇射轴的函数进行了研究。此外，新的天线类型的LOPES-星的框架下开发和新的方法进行了探索，以实现无线电自触发算法的实时性。
2009-11-12 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
Fluorescence emission induced by extensive air showers in dependence on atmospheric conditions
广泛的空气簇射（EAS）的带电粒子，主要是电子和正电子，在地球大气中引发荧光的发射。这种光提供了对宇宙射线能量的量热测量。为了从EAS的观察到的光轨迹重建初级能量，空气中的荧光产率必须取决于大气条件（如空气温度、压力和湿度）而已知。关于荧光发射的几个实验已经公布了各种数据集，涵盖了荧光产率对大气条件的依赖性的不同部分。使用已发表的测量汇编，荧光产率的计算依赖于海拔高度。将荧光计算应用于模拟的空气簇射和不同的大气廓线，以估计大气条件对重建的簇射参数的影响。
2009-06-30 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
Fluctuations of the depth of maximum in extensive air showers and cross-section of p-air inelastic interaction for energy range 10^15-10^17 eV
本文给出了不同能量下质子-空气非弹性相互作用截面的估算。结果与不同的强子相互作用模型进行了比较。
2011-12-12 astro-ph.HE hep-ex
