Azimuthal fluctuations and number of muons at the ground in muon-depleted proton air showers at PeV energies
Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Charles University, Faculty of Mathematics and Physics, Institute of Particle and Nuclear Physics（查理大学数学物理学院粒子与核物理研究所）
本研究提出基于$LCm$变量的新型判别方法，在PeV能量下实现更高的质子排斥水平，优于传统muon计数方法。
2025-04-04 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
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
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
Atmospheric muons at PeV energies in radio neutrino detectors
本文研究射电中微子探测器中高能大气缪子能量损失产生的背景，评估其速率不确定性，并探讨通过母空气簇射探测等途径减轻背景，以实现 10 PeV 以上瞬发缪子通量的首次测量。
2023-09-11 astro-ph.HE hep-ph
Atmospheric muon flux at PeV energies
在不久的将来，几百TeV以上的能量区域可能真的可以通过IceCube阵列测量大气μ子谱。因此，人们预计，μ子通量的不确定性超过50 TeV，与魅力生产截面和不充分的检查主要光谱和成分的知识贫乏，将减少。我们给出了非常高的能量μ子谱在海平面上，得到与三个强子相互作用模型的预测，同时考虑到μ子的贡献，由于衰变的魅力强子。
2010-09-03 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ex
Anisotropy of TeV and PeV cosmic rays with IceCube and IceTop
高能宇宙射线与地球大气层的相互作用产生了大量含有大量μ子成分的次级粒子的空气簇射。通过利用中微子望远镜对高能μ子的灵敏度，有可能使用这些探测器进行精确的宇宙射线研究。宇宙射线μ介子事件的高速率提供了高统计数据样本，可用于在千分之一水平上寻找母粒子到达方向的各向异性。本文报道了用IceCube中微子望远镜在20-400 TeV能量范围内在多个角尺度上收集的宇宙线数据中各向异性的观测结果。来自位于冰立方上方冰面上的IceTop空气淋浴阵列的新数据显示出与高能冰立方结果一致的各向异性。冰顶对大范围空气簇射的所有成分的敏感性将使我们能够更详细地探索与所观察到的各向异性相关的初级宇宙射线的特征。
2012-05-17 astro-ph.HE
The rise of muon content in extensive air showers after the 3 PeV knee of the primary cosmic ray spectrum according to data of the Tien Shan mountain installation
本文综合了在天山台站探测器上用各种技术获得的广延空气簇射（EAS）中μ子分量的实验结果。根据这种比较，在初级宇宙线能量范围（1-100）PeV的EAS μ子含量的问题似乎比通常认为的要复杂得多。一般来说，从核相互作用的模型可以得出，在天山X射线乳胶室中产生γ-强子族的EAS最好是起源于轻宇宙线核的相互作用，这样它们的μ子丰度必须比所有簇射的平均值低1.5倍。相反，在EAS中的实验μ子计数与家庭表现出（1.5-2）倍的平均值以上，这种差异开始在簇射与能量高于3 PeV膝盖的初级宇宙线谱观察。后来，在天山进行的另一项探测宇宙射线μ子相互作用产生的中子的实验证实了膝关节后EAS中μ子产生的增加。因此，这两种完全不同的方法所得到的结果是相互一致的，但与强子相互作用的一般模型是矛盾的。
2021-08-23 astro-ph.HE physics.ins-det
Reduction of the Uncertainty in the Atmospheric Neutrino Flux Prediction Below 1 GeV Using Accurately Measured Atmospheric Muon Flux
我们研究了大气中微子通量计算的不确定性，并提出了一种方法来减少它使用精确测量的大气μ介子通量。将强子相互作用模型与实际模型的差异视为强子相互作用的一种变化，通过研究大气中微子和μ子通量对强子相互作用变化的响应，找到了一种由精密实验观测到的大气μ子通量重建残差来定量估计大气中微子通量计算误差的方法.然而，这种方法的效率在很大程度上取决于大气μ子通量的观测地点，因为大气中微子通量计算的误差和大气μ子通量重建的残差的关系也在很大程度上取决于μ子观测地点，特别是对于低能中微子。我们计算了几个观测点，靠近神冈的海平面，相同，但海拔2770米，印度汉勒（海拔4500米），气球高度（$\sim$ 32 km）。在此基础上，我们估计了大气μ介子对大气中微子通量计算误差的影响程度。讨论了单靠大气μ子观测难以减小的误差来源。
2019-11-27 astro-ph.HE
Search for astrophysical PeV gamma rays from point sources with Carpet-2
本文介绍了利用配备175 m^2 μ子探测器的空气簇射阵列Carpet-2的数据从点源寻找E_γ>1 PeV宇宙光子的初步结果。它们包括95% CL上限PeV光子通量从堆叠方向的高能冰立方中微子事件和四个预定义的源，螃蟹，天鹅X-3，Mrk 421和Mrk 501。将进一步监测来自Mrk 421的不显著过量事件。本文还简要讨论了2019年将开始数据采集的升级装置Carpet-3（410 m^2 μ子探测器）在E_γ>100 TeV光子探测中的应用前景。
2018-12-17 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
PeV Neutrino Events at IceCube from Single Top-Quark Production
通过核子中虚$W$ -玻色子与$b$ -夸克或$s$ -夸克部分子的相互作用，产生单个顶夸克或粲夸克，可以潜在地增强极高能中微子的深度非弹性散射。单顶贡献在中微子能量高于0.5 PeV时急剧上升，在10 PeV时截面贡献约为5%，而单粲的能量阈值较低，贡献约为25%。top和charm的半轻子衰变产生了双μ子事例，并给出了它们的运动学特征。在IceCube探测器中，双μ子与重夸克产生的角分离可以达到一度。顶夸克的产生有一个独特但罕见的三μ子信号。
2017-05-10 astro-ph.HE hep-ph
Cosmic Ray Spectrum and Composition from PeV to EeV from the IceCube Neutrino Observatory
南极冰立方中微子观测站是一个多成分探测器，能够测量PeV至EeV的宇宙射线能谱和成分，该能量区域通常被认为涵盖了从银河系到河外的宇宙射线源的过渡。表面的IceTop阵列对空气簇射的电磁部分敏感，而深层冰阵列检测空气簇射的高能（TeV）μ子分量。IceTop的重建簇射尺寸参数S $_{125}$被展开成高统计的全粒子能谱。此外，对于穿过两个阵列的空气簇射，在冰中重建的μ子能量损失信息与S $_{125}$在机器学习算法中相结合，以同时提取元素组的所有粒子能谱和单个谱。的所有粒子的光谱以及光谱的个别元素组。
2019-08-21 astro-ph.HE
Origin of Galactic sub-PeV diffuse gamma-ray emission: Constraints from high-energy neutrino observations
最近，西藏大气簇射阵列和μ子探测器阵列（西藏AS+MD阵列）在银盘中发现了含$0.1\,{\rm PeV}<E_γ<1\,\rm PeV$的弥散γ射线。虽然测得的子PeV通量可能是兼容的强子起源在传统的银河宇宙线传播模型，我们发现，它是在可能的紧张局势与非检测银河中微子发射的冰立方中微子望远镜。我们进一步发现，存在一个额外的宇宙线成分的相对硬的频谱，这可能是有关的天鹅座茧区和其他PeV宇宙射线源在银河系盘，将缓解紧张。这种情况意味着在天鹅座地区存在一个极端的加速器，无论是质子或电子超过PeV，并预测天鹅座茧的伽马射线光谱的延续高达1 PeV，可能硬化超过$\sim 30-100\,$ TeV。
2021-06-01 astro-ph.HE
Atmospheric muons from electromagnetic cascades
大气μ子是目前用于探测天体物理中微子的水-和冰-切伦科夫中微子望远镜的主要背景之一。利用蒙特卡罗方法和级联方程方法（如CORSIKA和MCEq）对宇宙射线强子相互作用产生的大气μ子和中微子的包容通量进行了广泛的研究。然而，在高能光子的电磁相互作用中成对产生的μ子在数量上还没有得到很好的理解。我们提出了新的模拟结果和评估模型的依赖关系的高能大气μ介子通量，包括那些从电磁相互作用，使用一个新的数值电磁级联方程求解器EmCa，可以很容易地耦合到强子求解器MCEq。这两个代码都在积极开发中，特别是为了成为下一代CORSIKA 8空气淋浴模拟包的一部分。EmCa和MCEq的组合解释了以前未包括在大多数可用代码中的材料效应。因此，也将简要讨论这些效应对空气簇射的影响。
2019-10-14 astro-ph.HE
Direct Measurement of the Atmospheric Muon Energy Spectrum with IceCube
冰立方探测器的22弦配置（IC22）的数据被用来直接测量地平线附近的大气μ子能谱。在穿过超过10公里的冰之后，来自空气簇射的μ子束被减少为单个μ子，其能量可以从探测器中记录的光子总数来估计。以这种方式获得的能量分布是敏感的膝盖周围的宇宙射线成分，是补充测量的空气簇射阵列。所描述的方法扩展了中微子望远镜的物理潜力，并且可以容易地应用于类似的探测器。提供的是一个月IC22数据的分析结果。
2009-09-03 astro-ph.HE
Spectrum of PeV Cosmic-Ray Protons and Helium Nuclei with IceCube
本文提出从 200 TeV 起重建宇宙线质子和氦核联合能谱的方法，利用 IceCube 与 IceTop 数据填补轻宇宙线在 TeV 至 PeV 能区的测量空白。
2025-11-07 astro-ph.HE
Seasonal Variation of Atmospheric Muons
带电π介子和K介子衰变和再相互作用之间的竞争依赖于高层大气的温度/密度分布。变化的幅度和相位取决于到达探测器所需的最小μ子能量和探测器中的μ子多重性。在这里，我们比较了不同的方法来表征μ子的生产配置文件和相应的有效温度。一个μ子生产配置文件的基础上的参数化的模拟μ子作为一次能源的函数进行比较与近似的解析解的级联方程集成在一次能源。在这两种情况下，我们比较了有效温度的两种定义。我们强调紧凑的地下探测器，如MINOS和OPERA的应用，同时指出它们如何与扩展探测器，如冰立方。
2021-07-27 astro-ph.HE
Seasonal variation of atmospheric muons in IceCube
经过七年多的数据采集，完整的IceCube探测器以2.15 kHz的平均速率触发，有50亿μ子事件的样本可供分析。平流层的极端温度变化加上高数据率，以前所未有的精确度揭示了长时间和短时间尺度上的特征。在本文中，我们报告的分析，在大气剖面的带电π介子和K介子衰变产生的μ子。我们评论的影响，季节性变化的中微子，这是在一个单独的文件在这次会议上。
2019-09-03 astro-ph.HE
Measurement of the atmospheric muon flux with the ANTARES detector
ANTARES是一个部署在地中海的海底中微子望远镜，深度约为2500米。它由一个三维的光电倍增管阵列组成，可以探测中微子与周围介质相互作用中产生的带电粒子引起的切伦科夫光。大气簇射中产生的下行μ介子是中微子探测的物理背景，人们正在对其进行研究。本文介绍了大气μ子通量深度强度关系的测量。分析中使用了2007年6月和7月收集的数据，当时ANTARES探测器处于5线配置。相应的生存时间为$724 h$。一种基于贝叶斯方法的反卷积方法，它考虑到检测器和重建效率低下。与其他实验结果和Monte Carlo期望的比较和讨论。
2009-11-16 astro-ph.HE
Towards the Composition of sub-PeV Cosmic Rays at IceCube
针对 IceCube 低能触发系统记录的数百 TeV 宇宙线空气簇射，提出结合地面与冰内探测器信号、利用卷积神经网络进行原初成分识别的新方法，填补了 sub-PeV 能区观测空白并提升了质量鉴别与能量重建性能。
2025-11-07 astro-ph.HE
Carpet-2 search for PeV gamma rays associated with IceCube high-energy neutrino events
地毯-2是位于俄罗斯巴克桑谷的一个空气簇射阵列，配备了一个大面积（175平方米）的μ子探测器，这使得从强子中分离初级光子成为可能。本文报道了在Carpet-2卫星3080天的观测数据中，对能量E_γ>1 PeV的与冰立方高能中微子事件有定向联系的初级光子的初步研究结果。
2018-12-17 astro-ph.HE
Multiplicity of TeV muons in extensive air showers detected with IceTop and IceCube
利用 IceTop 和 IceCube 符合测量近垂直广延大气簇射，通过估计能量高于 500 GeV 的缪子数量，发现在 2.5-100 PeV 能量下 TeV 缪子平均多重数与三种强子模型模拟预期吻合，但与 GeV 缪子密度等观测量存在张力。
2023-07-27 astro-ph.HE
Energy spectrum of cosmic ray muons in ~ 100 TeV energy region reconstructed from the BUST data
本文介绍了在Baksan地下闪烁望远镜（BUST）上用μ子多重相互作用分析（对计技术）获得的几TeV ~ 1 PeV能量范围内宇宙线μ子的微分能谱和积分能谱。将计算结果与以往基于电磁级联簇射测量和深度-强度曲线分析的μ子能谱BUST数据、不同μ子能谱模型的计算结果以及其他实验数据进行了比较。
2011-08-04 astro-ph.HE
Newly born extragalactic millisecond pulsars as efficient emitters of PeV neutrinos
在2010 - 2017年期间，在冰立方实验中检测到的宇宙起源PeV中微子的扩散通量的来源仍然不明。一个人口的河外新生的快速自旋中微子作为可能的候选人产生PeV的能量标度的中微子进行了调查。采用两步粒子加速机制将恒星旋转产生的能量传递给高能电子。电子可能会被提升到$\approx 0.01$ EeV能量或更高，当这些电子与加速区中的低能正电子和软辐射相互作用时，会产生超高能（UHE）中微子和伽马射线。理论推导的河外扩散μ介子中微子通量在能量范围[1-10] PeV被发现符合冰立方水平，如果只有一小部分（$η_{k} \approx 0.31\%$）的总辐射光度的恒星转移到能源PeV中微子。利用上述宇宙线电子载荷参数$η_{k}$的值，可以从该模型预测来自软辐射场中的UHE电子的逆康普顿散射的漫射伽马射线通量。
2021-11-08 astro-ph.HE
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
Atmospheric muons: experimental aspects
我们提出了一个审查大气μ介子通量和能谱测量近六十年的μ介子动量。海平面和地下/水/冰实验被认为是。分析了测量中系统误差的可能来源。讨论了地下/水中μ子的特性（μ子成束、横向分布、能谱）。本文还报道了大气μ介子和中微子测量之间的联系。
2012-08-06 astro-ph.EP astro-ph.HE
STACEX: RPC-based detector for a multi-messenger observatory in the Southern Hemisphere
LHAASO实验的最新发现为观察电磁波谱打开了一个新的窗口，即PeV天空的窗口。利用LHAASO-KM 2阵列的闪烁器和μ子探测器观测到了几个发射伽马射线的天体，其能量远高于100 TeV，这清楚地表明了伽马射线天文学在PeV能量范围内的可行性。在南半球的全天空伽马射线探测器，在GeV-PeV范围内工作，可以补充LHAASO的观测，监测内星系和银河系中心寻找PeVatrons。如LHAASO所示，基于水的切伦科夫探测器不太适合测量PeV范围内的能谱，也不适合达到100 GeV的阈值。ARGO-YBJ实验在海拔4300米的高空运行了多年。相反，具有大约300 GeV的能量阈值的实验证明了电阻板室（RPC）地毯完全重建从GeV范围开始直到大约10 PeV的簇射的能力。在这方面的贡献，我们提出了一个混合探测器的水切伦科夫设施的顶部上的一层的RPC专门用于检测的μ子的γ-诱导簇射的μ子贫技术的选择。我们提出的布局和讨论的预期性能。
2021-09-17 astro-ph.HE hep-ex
Influence of hadronic interaction models and the cosmic ray spectrum on the high energy atmospheric muon and neutrino flux
最近对μ子荷电比高达10 TeV和大气中微子能量高达400 TeV的观测，引发了人们对高能相互作用模型和宇宙线初级成分的新的兴趣。本文对宇宙线引起的大范围空气簇射中产生的轻子谱进行了计算，计算结果与最新的直接测量结果相符。为了实现这一点，我们使用了一个完整的蒙特卡罗方法来获得包括微分谱（产量）的μ子，μ子中微子和电子中微子在表面的能量在80 GeV和数百PeV之间。利用已建立的高能强子相互作用模型{\sc sibyll} 2.1、{ \sc qgsjet-01}和{ \sc qgsjet-ii 03}，利用空气簇射模拟器{ \sc corsika} 6.990模拟了次级粒子在大气中的簇射和传播。我们表明，相互作用模型的性能允许它可以在实验的不确定性内预测的光谱，而{ \sc sibyll}一般会产生更高的通量在表面比qgsjet模型。风味和电荷比的计算导致不一致的结果，主要受模型中K/ $π$比的不同表示的影响。此外，我们可以量化系统的不确定性的大气μ介子和中微子通量，与模型的初级宇宙射线光谱和相互作用模型。对于最近的宇宙射线主谱的参数化，大气μ子可以确定的不确定性小于平均通量的$^{+15}_{-13}$ %。μ子和电子中微子通量的不对称性可以分别在$^{+32}_{-22}$ %和$^{+25}_{-19}$ %的平均误差内计算。
2013-04-20 astro-ph.HE
A Search For Atmospheric Neutrino-Induced Cascades with IceCube
冰立方探测器是一个全方位的中微子望远镜。几年来，冰立方一直在探测冰中带电μ子中微子相互作用的μ子轨迹。然而，冰立方还没有观测到由带电或中性流中微子相互作用引发的电磁或强子粒子簇射或“级联”。第一次探测到这样的事件签名可能来自已知的大气电子和μ子中微子通量。利用一整年的冰立方数据对大气中微子诱发的级联进行了搜索。重建和背景抑制技术的发展，以达到第一次，预期的信号与背景比~1或更好。
2009-10-01 astro-ph.HE
Estimates of the cosmic gamma-ray flux at PeV to EeV energies from the EAS-MSU experiment data
在EAS-MSU的存档数据中搜索可能由能量在10^15 eV和10^18 eV之间的初级伽马射线引起的异常无μ介子事件。我们考虑了一个高质量数据的精确样本，并证实了先前报道的在~5x10^16 eV处检测到非零伽马射线通量的结果，该通量值与之前报道的通量值相似，但统计显著性略低，对应于样本的耗尽。我们给出了低于和高于这些能量的通量的上限，包括在（10^17-10^18）eV范围内从未被任何其他实验研究过的第一个限制。
2014-10-10 astro-ph.HE
No Tau? No Astronomy!
自2013年以来，IceCube级联阵雨突然过剩已经显示出超过30-60 TeV到PeV能量的快速味道变化。这种从TeV的主要μ子轨道到更高能量的簇射事件的变化，归功于中微子天文学的新注入。然而，最近公布的54个中微子HESE，高能起始事件，以及38个由冰立方周围形成的槽形μ子产生的外部μ子径迹，没有一个指向任何预期的X-γ或射电源：没有一个与GRB有关，没有指向活动BL Lac，也没有指向费米目录中的AGN源。与附近的质量分布（本星系群）没有明显的相关性，也与银道面没有明显的相关性。此外，还没有任何记录（在十几个200 TeV的能量事件中）由于τ中微子的诞生和衰变而引起的预期的双爆炸。一个令人惊讶和令人惊讶的不公平分配的味道与预期的民主之一。最后，内HESE事件谱和外交叉μ子径迹谱并不完全一致。此外，在60 TeV处明显的天体物理学中微子通量突然增加，可能也会在几PeV处突然被切断，以隐藏（尚未观测到的）6.3 PeV处的希霍共振峰。一种更为快速的迷人的大气中微子成分可以解释冰立方的大部分谜团。如果在不久的将来，2017-2018年，它不会在某个地方发出τ中微子信号（通过AUGER，TA，ASHRA或IceCube中的双爆炸中的τ空气簇射），那么将面临一系列后果。这些缺失的相关性，特别是tau信号的缺失迫使我们声称：没有Tau？没有中微子天文学。
2017-07-13 astro-ph.HE
Superheavy Particle Origin of IceCube PeV Neutrino Events
我们解释的PeV淋浴事件所观察到的IceCube合作作为一个s-通道增强中微子夸克散射的一个leptoquark耦合到的τ味和轻夸克。对于质量约为0.6 TeV的轻夸克和陡峭的1/E^{2.3}中微子流，带电流散射产生约1 PeV的簇射事件，中性流散射产生约0.5 PeV的簇射事件。这种机制也与100 TeV以上μ子轨道事件的缺乏是一致的。
2013-10-26 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Working Group Report on the Combined Analysis of Muon Density Measurements from Eight Air Shower Experiments
我们提出了一个元分析最近的μ介子密度测量的8个空气簇射实验，其中包括簇射能量范围从PeV到几十EeV的μ介子之谜，在广泛的空气簇射。一些实验分析报告在广泛的空气簇射中记录和模拟的μ介子密度之间存在偏差，而另一些则报告没有差异。实验之间的比较，使用一个通用的参考尺度的基础上模拟质子和铁引发的空气淋浴的相对差异。我们应用了交叉校准的能量尺度之间的实验的基础上各向同性通量的宇宙射线作为参考。超过10 PeV，大多数实验数据显示，μ子过剩相对于模拟的空气淋浴，包括最近的后LHC高能相互作用模型进行。这种差异随着簇射能量的增加而增加，与EPOS-LHC和QGSJet-II的预测相差8 σ。在不同的天顶角和跨不同的实验μ子的能量阈值的测量的效果将被解决。
2020-01-08 astro-ph.HE hep-ex
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
Unfolding the Atmospheric Muon Flux with IceCube: Investigating Stopping Muons and High-Energy Prompt Contributions
本文利用 IceCube 数据展开停止 μ 子与高能 μ 子能谱，结合机器学习改进重建与筛选，以研究常规和瞬发大气 μ 子成分。
2025-07-19 astro-ph.HE hep-ex
High-energy atmospheric muon flux calculations in comparison with recent measurements
最近，基于IceCube探测器收集的事件，在两个天顶角范围内重建了高能大气μ介子谱。这些测量达到高能量的贡献，大气μ介子通量从短寿命强子衰变的预期。最新的IceCube测量的高能大气μ子谱表明，在500 TeV以上的能量的瞬发μ子分量的存在。在这项工作中，在能量范围为10 GeV - 10 PeV的大气常规μ介子通量的计算使用一组强子模型结合已知的参数化的宇宙线谱由Zatsepin $\&$ Sokolskaya和Hillas $\&$ Gaisser。利用夸克-胶子弦模型（QGSM）计算瞬发μ子，重现了冰立方实验的μ子数据。然而，如果粲产生模型预测的瞬时轻子通量明显低于QGSM，则需要对瞬时μ子分量的额外贡献来描述IceCube μ子谱。这种增加，显然是源于短寿命的无味介子$η, η^\prime, ρ, ω, ϕ$的罕见衰变模式，可能会确保对高能大气μ子通量的竞争贡献。
2019-07-01 astro-ph.HE hep-ph
Demystifying the PeV Cascades in IceCube: Less (Energy) is More (Events)
冰立方中微子天文台探测到两个能量接近1 PeV的级联事件。在不引用新物理学的情况下，我们分析了这些中微子的来源。我们表明，大气中的常规中微子和宇宙成因中微子（超高能宇宙射线传播中产生的中微子）是强烈不利的。对于大气瞬发中微子或天体物理物体中产生的中微子扩散背景，情况就不那么清楚了。我们发现，有紧张局势与观测数据，但细节取决于最不为人所知的方面的冰立方分析。很可能，瞬发中微子是不受欢迎的，而天体物理中微子是可信的。我们表明，最快的方法来揭示所观察到的PeV中微子的起源是寻找中微子级联在低于1 PeV的范围内，专门的分析与高灵敏度尚未出现，并在那里可以找到更多的事件。
2013-07-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Hunting the Glashow Resonance with PeV Neutrino Telescopes
这是一个很好的共振散射，$i.e$。${\overlineν^{}_{e} + e^{-} \rightarrow W^{-} \rightarrow \text{anything}}$，为我们提供了从总的天体物理中微子流中分离出$\overlineν^{}_{e}$的可能性。与此同时，大量具有各种探测机制的高能中微子望远镜正在朝着更好地了解宇宙中最具活力的前沿之一的方向发展。在这项工作中，我们调查之间的连接，在冰立方和通过通道$W^{-} \rightarrow μ$的微波共振信号通过去μ子。我们发现，对于冰立方，μ子从$\overlineν^{}_{e}$可以诱导$\sim20\%$过剩的PeV事件周围的水平方向。然而，IceCube目前的统计数据还不足以观察到这种过度。我们还解决了新的可能性$\overlineν^{}_{e}$检测通过$W^{-} \rightarrow τ$的望远镜，旨在检测地球掠过和穿山中微子。τ星随后的强子衰变将引起广泛的空气簇射，这可以通过切伦科夫望远镜或荧光技术检测到。与冰立方类似，观察掠过地球的中微子的超共振也是一项挑战。然而，我们发现，它是有希望的，以山为目标，观察到的共振事件。
2020-03-14 astro-ph.HE hep-ph
Development of a Machine Learning Based Analysis Chain for the Measurement of Atmospheric Muon Spectra with IceCube
使用最先进的机器学习算法选择来自IceCube中检测到的空气簇射事件的高能μ子。使用mRMR算法选择用于区分低能量μ子束背景的HE μ子事件的属性，并通过随机森林模型对事件进行分类。在随后的分析步骤中，使用展开软件TRUEE将获得的样品用于重建大气μ子能谱。重建的光谱覆盖从$10^4\,$ GeV到$10^6\,$ GeV的能量范围。一般的分析方案，包括使用的第一年的数据与冰立方在其完整的配置与$86$仪表字符串。
2017-01-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
TANAMI Blazars in the IceCube PeV Neutrino Fields
冰立方合作组织宣布发现了超过大气背景的中微子通量。由于急剧下降的大气背景光谱，PeV能量的事件最有可能是外星起源。我们提出的多波长特性的六个无线电最亮的耀变体的位置与这些事件一致，使用同期的数据的TANAMI耀变体样本，包括高分辨率图像和光谱能量分布。假设X射线到γ射线的辐射来源于加速质子光生π介子，那么这些辐射源的中微子光度的综合预测值就足以解释这两个观测到的PeV事件。
2014-06-18 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Comparing Calculations of Seasonal Variations of Atmospheric Muons in Deep Underground Detectors
本文利用结合MCEq与PROPOSAL的MUTE工具，在不同宇宙射线和强子模型下计算2000米水当量深度的大气缪子日通量，并与以往方法比较，以研究季节性变化。
2025-08-25 astro-ph.HE hep-ph
Tidal Frequencies in the Time Series Measurements of Atmospheric Muon Flux from Cosmic Rays
潮汐频率检测时间序列μ子通量测量进行了为期八年。介子的产生和随后的衰变产生了在地平面上观察到的μ子。我们解释的周期性行为的结果高海拔密度变化的介子生产点。这些变化是由太阳热循环驱动的。探测到的频率与已发表的潮汐频率非常一致，表明μ子可以作为研究20至60公里高度大气潮汐的补充探测器。
2016-10-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Effect of Tornadic Supercell Thunderstorms on the Atmospheric Muon Flux
针对龙卷风原位测量困难、其动力学机制研究受限的问题，结合局地大气与宇宙射线空气簇射模拟，探索通过大气μ子通量方向变化远程测量龙卷超级单体雷暴内部压力场的潜力。
2024-11-21 astro-ph.HE physics.ao-ph
On the Nonlinear Dependence of Underground Muon Rate on Atmospheric Temperature Observed at Daya Bay
Tsinghua University（清华大学）
针对大亚湾中微子实验发现地下缪子率与大气温度存在非线性依赖，本文通过推广级联方程的解，引入有效温度权重和温度系数，并用MCEq工具验证，解释了非线性效应并提供了更精确的温度系数计算框架。
2026-10-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
Calibration of atmospheric neutrino flux calculations using cosmic muon flux and charge ratio measurements
宇宙线在地球大气中相互作用产生的中微子通量的一般特征已得到很好的描述。然而，计算的绝对精度仍然是不够的，在非常向前的区域的强子相互作用的建模的不确定性仍然是一个主要的限制。在这项工作中，我们基准的当前一代强子模型使用高精度的大气μ子计算从几个GeV到多个TeV的能量提供的MCEq代码。我们推导出修正强子模型使用公开可用的测量大气μ介子的通量和电荷比从地面和地下探测器。在合并数据时，考虑了实验的不确定性。我们讨论的校准方法和强度的派生约束。
2019-09-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Testing the Dark Matter Scenario for PeV Neutrinos Observed in IceCube
超重暗物质的晚期衰变被认为是在冰立方观测到的弥散PeV中微子的可能解释之一。我们认为多信使约束的影响，并表明，所提出的模型是勉强符合漫射伽马射线背景数据。通过详细分析和识别费米观测到的亚TeV各向同性扩散伽马射线数据以及HAWC或Tibet AS+MD等天文台未来对亚PeV伽马射线的观测，可以进行关键测试。此外，通过下一代望远镜（如IceCube-Gen 2）的几年观测，μ子中微子对附近暗物质晕（如室女星系团）的搜索应该使我们能够排除或支持暗物质模型，而不依赖于伽马射线和各向异性测试。
2015-08-12 astro-ph.HE hep-ph
Atmospheric lepton fluxes at very high energy
天体物理中微子的观测需要对大气中微子背景有详细的了解。由于中微子是在介子衰变中与带电轻子一起产生的，因此通过测量大气μ介子通量可以得到对这一背景的重要约束。然而，μ子也可以通过纯粹的电磁过程以μ + μ对的形式产生。我们使用的Z矩方法来研究和比较的贡献，大气μ子和中微子通量从不同的来源（π/K衰变，魅力和无味强子衰变，光子转换成μ子对）。我们特别注意来自非调味介子（eta，eta '，rho 0，omega和phi）的贡献。这些介子在空气簇射中大量存在，它们的寿命比带电的π介子或K介子短得多，并且它们的衰变分支比为10^-4量级，衰变到含有一对μ介子的末态。结果表明，在E_mu >10^3 TeV时，它们可能是μ子的主要来源.
2010-10-25 astro-ph.HE hep-ph
Energy and angular distributions of atmospheric muons at the Earth
对地球大气μ介子分布的正确认识是模拟宇宙射线装置和稀有事件搜索探测器的先决条件。本文提出了一个修正的幂律，它能很好地描述宇宙μ子在低能区和高能区的能量分布。利用该分布，得到了天顶角（$θ$）分布的解析形式。假设地球是平的，它导致了$\cos^{n-1}θ$形式，其中表明参数$n$只是能量分布的幂。得到了μ子倾斜轨道的精确解析函数。在不假设地球是平的情况下，得到了一个新的天顶角分布的封闭形式，它给出了一个改进的描述，甚至在所有角度以上的数据$70^o$。这些分布进行了测试与现有的大气μ子的能量和角分布的数据。这些分布的参数可以用来描述宇宙μ子数据作为能量，角度和高度的函数。
2018-09-27 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Neutron β-decay as the origin of IceCube's PeV (anti)neutrinos
在IceCube的第一个三年等效数据集中，我们研究了天体物理（反）中微子通量（在PeV能量范围内）可能源于相对论中子的β衰变的可能性。我们表明，为了适应冰立方观测，在能量十年10^{8.5} \alt E_{CR} /GeV \alt 10^{9.5}$中，只需要观测到大约1%到10%的发射宇宙射线，在地球上产生反中微子（10^{5.5} \alt E_{\bar ν} /GeV \alt 10^{6.5}）。假设次级质子在强度为10 \alt B/nG \alt 100、相干长度为\alt Mpc的河外磁场中扩散，次级质子的磁屏蔽作用可以解释这种强抑制。
2014-12-24 astro-ph.HE hep-ph
Comparison of the measured atmospheric muon flux with Monte Carlo simulations for the first KM3NeT detection units
2015年12月（ARCA）和2017年9月（ORCA），KM3NeT合作组织在地中海成功部署了首批探测装置。2016年9月至2017年3月期间收集的数据样本已用于测量海平面以下两个不同深度的大气μ子通量：ARCA约3.5\，km，ORCA约2.5\，km。大气μ介子通量代表了中微子望远镜的丰富信号，可以用来检验蒙特卡罗模拟链的可靠性。在这项工作中，测量相比，蒙特卡罗模拟的基础上MUPAGE和CORSIKA代码。测量事件和模拟事件使用相同的方法处理，使比较可靠。
2021-01-05 astro-ph.HE hep-ex
Skymap for atmospheric muons at TeV energies measured in deep-sea neutrino telescope ANTARES
最近不同的实验提到已经观察到大尺度的宇宙线各向异性在TeV的能量，例如米拉格罗，西藏和超级神冈。对于这些能量，宇宙射线应该是接近各向同性的。任何对宇宙线各向异性的测量都可以提供一些关于宇宙线传播和起源的信息。虽然ANTARES中微子望远镜的主要目的是探测高能宇宙中微子，但探测器主要测量向下运动的μ子，这是宇宙射线在地球大气层中碰撞的衰变产物。本文介绍了ANTARES实验中第一年测量TeV能量下行大气μ介子的分析方法，当时最后12条谱线中有5条正在采集数据。
2009-08-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
Energy-dependent anisotropy of cosmic-ray muons: A twelve-year study with IceCube Neutrino Observatory
本研究利用冰立方中微子天文台12年数据，分析不同能量段宇宙射线μ子的各向异性特征，证实其各向异性存在能量依赖性，为宇宙射线扩散模型提供了观测支持。
2025-08-02 astro-ph.CO astro-ph.HE
Measurement of the atmospheric muon flux with a 4 GeV threshold in the ANTARES neutrino telescope
本文提出了一种测量深海ANTARES中微子望远镜中μ子通量及其随深度变化的新方法。该方法是基于在探测器的相邻层的符合信号的观察。这产生了大约4 GeV的能量阈值。光背景的主要来源是40K的衰变和海水中的生物发光。用40K本底标定光电倍增管的效率。
2009-10-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
Neutrino events within muon bundles at neutrino telescopes
大气中的中微子通量包括一个来自粲化强子的瞬发衰变的分量，它只有在$E\ge 10$ TeV才变得重要。然而，在这些能量下，冰立方发现的宇宙中微子的扩散通量似乎比大气中的大。在这里，我们研究了在公里级的$^3$望远镜上检测下行大气事件中中微子相互作用的可能性。中微子信号总是与μ介子束一起出现，这揭示了它的大气起源，一般来说，它意味着探测器活动随着倾斜深度的增加而增加。我们提出了一个简单的算法，可以将这些事件从常规μ子束中分离出来。
2021-09-06 astro-ph.HE hep-ph
