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
Constraints on the energy spectra of charged particles predicted in some model interactions of hadrons with help of the atmospheric muon flux
结果表明，在能量为10^4 GeV时，用EPOS LHC和EPOS 1.99模型计算的μ子通量强度比经典实验L3+Cosmic、MACRO和LVD的大气μ子谱数据高1.9倍，而用QGSJET II-03模型计算的μ子通量强度比这些数据低1.8倍。结果表明，这些模型高估了强子相互作用中能量最高的次级粒子的产生（QGSJET II-03模型低估了次级粒子的产生），高估系数约为1.5。LHCf和TOTEM加速器实验也表明，在次级粒子的最高能量下，这些模型的预测与这种类型的不一致。
2015-04-27 astro-ph.HE
Seasonal variation of atmospheric leptons as a probe of charm
TeV的大气μ子和中微子的强度取决于平流层的温度。我们表明，在100 TeV范围内的相关性与温度的能量依赖性是敏感的部分介子和中微子的衰变的粲强子。我们讨论了利用在千兆吨中微子探测器中观察到的温度效应来测量粲贡献的前景。
2010-08-12 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Atmospheric muons and their variations with temperature
本文回顾并推广了用于解释大气μ子季节性变化的μ子产生与有效温度处理方法，建立了适用于不同类型探测器的积分与微分形式理论体系。
2024-05-14 astro-ph.HE hep-ph
The atmospheric charged kaon/pion ratio using seasonal variation methods
自20世纪50年代以来，地下μ子的季节效应是一个很好的研究现象。入射宇宙射线的相互作用高度随着大气温度的变化而变化，从而影响介子（主要是π介子和K介子）的产生高度。这些介子的衰变产生了可以在地下检测到的μ子。介子衰变是介子产生的主要过程，而以前的工作没有考虑到K介子的影响。在这项工作中，Barrett和MACRO的方法被扩展到包括K介子的影响。这些努力产生了一种新的方法来测量大气K/ $π$比的能量超出了目前的固定目标实验。这些方法被应用到数据从MINOS远探测器。开发了一种方法，用于在其他地下探测器上进行这些测量，包括OPERA、Super-K、IceCube、Baksan和MINOS近探测器。
2010-08-16 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Seasonal Variation of Atmospheric Neutrinos in IceCube
冰立方中微子天文台以每年约10万个的速度探测到100 GeV以上的大气μ子中微子。这些中微子来自宇宙线空气簇射中带电π介子和K介子的衰变。它们的通量取决于母介子的产生和衰变的概率，因此对平流层温度很敏感。中微子率从8年的运行的探测器与大气温度分布测量的大气红外探测器（AIRS）。这种相关性的分析提供了一个测试模型的强子相互作用在大气中的空气淋浴。中微子的这种分析补充了本次会议上另一篇论文中提出的大气μ子与温度相关性的分析。
2019-09-04 astro-ph.HE
The Gran Sasso muon puzzle
我们进行了一个时间序列分析的组合数据从三个实验测量宇宙μ介子通量在Gran Sasso实验室，在深度为3800 m. w. e。这些数据由MACRO，LVD和Borexino实验获得，跨越了20多年的时间，对应于海平面上阈值能量约为1.3 TeV的μ子。我们比较最适合的时期和相位的完整μ子数据集与DAMA/NaI和DAMA/LIBRA数据相结合，跨越相同的时间段，作为宇宙射线μ子通量是负责DAMA检测到的年度调制的假设的检验。我们发现在μ子数据的周期约为一年的大幅度波动，和一个阶段，这是不兼容的DAMA调制在5.2西格玛。除了这种年度变化，μ子数据还包含了一个更显著的调制，周期在10到11年之间，功率远高于99.9% C.L噪声阈值，其相位与太阳周期相对应：对于如此高能量的μ子来说，这是一个令人惊讶的观察结果。我们在平流层温度数据中没有看到相应的长周期振荡。
2014-01-16 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Characterization of the varying flux of atmospheric muons measured with the Large Volume Detector for 24 years
大体积探测器（LVD）位于大萨索国家实验室，由大气μ子以$\sim 0.1$ ~Hz的速率触发。近四分之一世纪以来收集的数据被用来研究地下μ子强度。5000万μ子系列是有史以来地下仪器使用时间最长的系列，可以对地下μ子强度进行精确的长期监测。这与Gran Sasso实验室的背景研究有关，该实验室拥有各种长时间，低背景探测器。我们描述的程序来选择μ子类事件以及用于计算曝光的方法。我们报告了1994年至2017年测量的平均μ子通量值：$\mathrm{I_μ^0 = 3.35 \pm 0.0005^{stat}\pm 0.03^{sys} \cdot 10^{-4} ~m^{-2} s^{-1}}$。我们表明，由于在平流层中的温度变化的强度调制在这个平均值。我们量化这样的相关性，通过使用欧洲中期天气预报中心的温度数据：我们发现一个有效的温度系数$\mathrm{α_{T}} = 0.94\pm0.01^{stat} \pm0.01^{sys}$，在同一深度与其他测量。我们仔细检查的μ子强度的时间序列的光谱内容的Lomb-Scargle分析的装置。这产生了1年周期的证据，以及其他更短和更长的指示，表明该系列不是一个纯粹的正弦波。因此，第一次，我们观察到的调制幅度和位置的最大值和最小值逐年的基础上。
2019-09-11 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Seasonal Variations of the Unfolded Atmospheric Neutrino Spectrum with IceCube
冰立方中微子天文台是南极的一个探测器阵列，主要目的是研究天体物理学中微子。然而，大多数被探测到的中微子来自大气中的宇宙射线相互作用。这些大气中微子的速率显示出季节性变化，表明速率随平流层温度的变化而变化。这些大气中微子能谱的季节性变化将使用多特蒙德谱估计算法（DSEA）进行研究。根据2011年至2018年期间IceCube的10%大气μ子中微子数据获得的结果，将讨论南极夏季和冬季测量通量的差异。
2021-07-20 astro-ph.HE hep-ex
Seasonal Variations of the Atmospheric Neutrino Flux measured in IceCube
IceCube利用机器学习解谱算法DSEA+分析125 GeV至10 TeV大气μ中微子数据，获取季节性能谱，揭示了平流层温度变化导致的中微子通量季节性差异。
2023-07-27 astro-ph.HE hep-ex
Parameterization of Muon Production Profiles in the Atmosphere
宇宙射线空气簇射中高能μ子的产生与地下探测器有关，它取决于初级宇宙射线的性质以及通过带电π介子和K介子衰变和再相互作用之间的竞争而产生的大气温度。我们提出了一个参数化的μ子生产配置文件的基础上模拟作为一个功能的初级宇宙射线的能量，质量和天顶角，μ子到达探测器和大气温度分布的最低能量。我们说明了如何可以用来计算μ子束的属性，如多重性和横向尺寸及其季节变化的背景下，地下测量与地面探测器，固定的主要宇宙射线能量重合。
2021-07-23 astro-ph.HE hep-ex
Observation of muon intensity variations by season with the MINOS far detector
高层大气的温度影响到初级宇宙射线相互作用的高度和高能宇宙射线μ子的产生，这些μ子可以在地下深处探测到。美国明尼苏达州苏丹的MINOS远探测器已经收集了超过6700万个宇宙射线诱导的μ子。在五年的时间内测量的地下μ介子率表现出4%的峰到峰的季节变化，这是高度相关的高层大气中的温度。将μ介子速率的变化与大气温度的变化联系起来的系数$α_T$被发现是：$α_T = 0.874 \pm 0.009$（stat.）$\pm 0.010$（系统）。在大气中宇宙射线的初级强子相互作用中，由于介子和K介子的质量和寿命不同，它们对$α_T$的贡献也不同。这使得$α_T$的测量值可以解释为$0.13 \pm 0.08$的$E_{p}\gtrsim$ \unit [7]{TeV}的K/ $π$比的测量值，与对撞机实验的预期一致。
2010-01-11 astro-ph.HE hep-ex
12-Years Observation of Seasonal Variation of Atmospheric Neutrino Flux with IceCube
利用冰立方12年数据，更新大气中微子通量季节变化分析，确认南半球斜率参数与理论预测的张力（>3σ），并首次观测北半球季节变化，发现相关性弱于预期且偏离线性关系。
2025-07-08 astro-ph.HE
Hadron Generator and Atmospheric Seasonal Variation Influence on Cosmic Ray Ionization computed with CORSIKA Code
近年来，宇宙线大气电离物理模型的发展取得了重要进展。基本上，模型是全目标的，即基于大气中电磁-μ子-核子级联的蒙特卡罗模拟。一般来说，质子核在这些模型中的贡献是突出的，即初级宇宙射线$α$ -粒子和重核被忽略或缩放到质子。宇宙线大气级联的发展对初级宇宙线粒子的能量和质量十分敏感。在地球大气层级联的蒙特卡罗模拟中，最大的不确定性是由于假设的强子相互作用模型，即所谓的强子发生器。在本文的工作中，我们比较了初级宇宙线核，如质子，$α$ -粒子，氧和铁核的电离产额函数$Y$，假设不同的强子相互作用模型。计算采用CORSIKA 6.9程序，使用GHEISHA 2002，FLUKA 2011，UrQMD强子发生器（能量低于80 GeV/核子）和QGSJET II强子发生器（能量高于80 GeV/核子）。强子发生器之间观察到的差异被广泛讨论。研究了不同大气参数化，即美国标准大气、美国标准大气冬、夏季廓线对离子产生率的影响。假设真实的初级宇宙射线质量组成，离子产生率是在几个刚性截止-从1 GV（高纬度）到15 GV（赤道纬度）使用各种强子发生器。计算结果与实验数据进行了比较。最后给出了强子发生器一致性的结论。
2014-09-26 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.IM
Atmospheric effects on cosmic-ray muon rate at high latitude (78.9°N)
Università e Politecnico di Bari（巴里大学与理工大学）；INFN, Sezione di Bari（意大利国家核物理研究所巴里分部）；Università di Pisa（比萨大学）；INFN, Sezione di Pisa（意大利国家核物理研究所比萨分部）；INFN, Laboratori Nazionali di Frascati（意大利国家核物理研究所弗拉斯卡蒂国家实验室）；Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche “E. Fermi”（E. 费米物理历史博物馆及研究与教育中心）；INFN, Sezione di Genova（意大利国家核物理研究所热那亚分部）；Università di Cagliari（卡利亚里大学）；INFN, Sezione di Cagliari（意大利国家核物理研究所卡利亚里分部）；European Organisation for Nuclear Research (CERN)（欧洲核子研究组织（欧洲核子研究中心））
研究高纬度78.9°N处大气变化对宇宙射线μ子率的影响，通过温度校正和周期图分析揭示年度调制特征，并与其他低纬度站点数据对比。
2026-03-04 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.geo-ph
Seasonal Variations of the Atmospheric Muon Neutrino Spectrum measured with IceCube
利用IceCube观测站数据，研究大气μ子中微子谱的季节性变化，发现其幅度随能量变化，并与理论预测一致。
2025-12-08 astro-ph.HE hep-ex
Atmospheric Variations as observed by IceCube
我们已经测量了冰立方中的速率与南极大气的长期和短期变化的相关性。平流层中部（30-60 hPa）的年平均温度变化与冰深处观测到的高能μ子率有很好的相关性，并引起μ子率的+/-10%的季节调制。表面探测器的计数率是由能量相对较低的次级粒子（μ子、电子和光子）引起的，与平流层较低层（40-80 hPa）的温度呈负相关，并在+/-5%的水平上进行调制。在20-120百帕压力之间的大气层区域是南极臭氧层，在那里发生第一次宇宙射线相互作用，产生的π介子/K介子相互作用或衰变为μ介子。表层和深层冰触发率之间的关系反映了平流层臭氧层密度变化时π/K介子衰变和相互作用的性质。因此，冰立方密切探测臭氧洞动态和平流层温度的时间行为。
2010-01-07 astro-ph.HE physics.ao-ph
Observation of Seasonal Variations of the Flux of High-Energy Atmospheric Neutrinos with IceCube
利用IceCube在2012-2018年探测的26万余个高能大气中微子，首次以超过10σ显著性观测到中微子通量随平流层温度的季节性变化，为约束空气簇射强子相互作用模型提供了新方法。
2023-05-09 astro-ph.HE
