Atmosphere-skimming showers are initiated by cosmic rays with incoming directions such that the full development of the cascade occurs inside the atmosphere without ever reaching the ground. This new class of showers has been observed in balloon-borne experiments such as ANITA, but a characterisation of their properties is lacking. The interplay between the Earth's magnetic field, the long distances over which atmosphere-skimming showers develop, and the low density of the atmosphere they traverse gives rise to several effects that are not seen in downward-going cascades, and require detailed modeling. In this article, we used the latest version of the ZHAireS-RASPASS shower simulation program to tackle this problem, and dwell on the particular phenomena that arises from the peculiar environment on which these showers develop. We focus in particular on the properties of the longitudinal profile of the shower and its fluctuations as a function of cosmic-ray energy, direction and primary mass. We have also studied the phase-space of cosmic-ray arrival directions where detection in high-altitude experiments is more likely, and have found that only in a small range of directions the showers are sufficiently developed before reaching the altitude of the detector. Our results are relevant for the design of high-altitude and in particular balloon-borne experiments, and for the interpretation of the data they collect.
Earth-skimming Ultra-high Energy Tau Neutrinos simulated with MonteCarlo method and CONEX code
本文旨在研究建立一个掠地宇宙τ中微子探测器的可行性，目的是最终确定一个自然场地（山谷）的理想尺寸，以确定能量范围（显然，最高可能的数字范围从1015 eV到1020 eV），并可能在阿尔及利亚找到一个这样的场地。首先，进行中微子-[山]物质相互作用以及由此产生的τ轻子衰变的蒙特卡罗模拟，以确定山的最佳尺寸以及τ衰变在山谷中的位置。第二，使用CONEX选项进行CORSIKA（Cosmic Ray Simulation for KAscade）[1]模拟，以跟踪从τ轻子产生的几乎水平的空气簇射的演化。在簇射中产生的粒子有：电子、μ子、γ子、π子等。对这些颗粒的空间分布的研究使得能够发现山谷的最佳宽度，从而发现放置检测网络的距离。
Probing Neutrino Flavor Composition with the Glashow Resonance at Tau Air-Shower Neutrino Telescopes
University of Nevada Las Vegas（内华达大学拉斯维加斯分校）；Nevada Center for Astrophysics (NCfA), University of Nevada Las Vegas（内华达天体物理学中心，内华达大学拉斯维加斯分校）；Simon Fraser University（西蒙菲莎大学）；Arthur B. McDonald Canadian Astroparticle Physics Research Institute（亚瑟·B·麦克唐纳加拿大粒子物理研究所）
Parameterisation of lateral density and arrival time distributions of Cherenkov photons in EASs as functions of independent shower parameters for different primaries
用CORSIKA程序模拟了100 GeV ~ 100 TeV能量范围内广泛空气簇射（EASs）中切伦科夫光子的横向密度和到达时间分布。在此基础上，得到了不同观测高度、天顶角从0 $^\circ$到40 $^\circ$入射的初级$γ$射线光子、质子和铁核的近似函数。这样的参数化是重要的初级粒子识别，重建的簇射观测值，从而更有效地解开的$γ$射线簇射的强子簇射。从我们的参数化分析中，我们发现，即使横向密度的几何形状（$ρ_{ch}$）和到达时间（$t_{ch}$）分布对于特定能量处的不同原色是不同的（$E$），在特定的入射角（$θ$）和在特定的观察高度在从显示核（$H$）到给定距离的距离上，分布分别遵循相同的数学函数$ρ(E,R,θ,H) = a E^{b}\exp[-\{c R + (θ/d)^{2}-f H\}]$和$t(E,R,θ,H) = l E^{-m}\exp(n/R^{p})(θ^q+s)(u {H}^2+v)$，但是具有不同的函数参数值。
X-rays Emission: a novel tool to detect Extensive Air Showers
Gran Sasso Science Institute（格兰萨索科学研究所）；INFN-Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所格兰萨索国家实验室）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
Energy estimation of direct and reflected cosmic-ray events aboard balloon-borne radio detectors
Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE) & Universidade de Santiago de Compostela（加利西亚高能物理研究所与圣地亚哥德孔波斯特拉大学）；Instituto de Física La Plata, CONICET-UNLP（拉普拉塔物理研究所，阿根廷国家科学研究委员会-拉普拉塔国立大学）
Refining the Greisen Profile for Low-Energy Cosmic Gamma-Rays: Quantifying Deviations Across Altitudes and Zenith Angles
Universidad Técnica Federico Santa María（费德里科·圣玛丽亚技术大学）；Millennium Institute for Subatomic physics at high energy frontier (SAPHIR)（高能前沿亚原子物理学千年研究所（SAPHIR））；Pontificia Universidad Católica de Valparaíso（瓦拉帕莱索天主教 Pontificia 大学）；Instituto de Física, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso（瓦拉帕莱索天主教 Pontificia 大学物理研究所）；Departamento de Informática, Universidad Técnica Federico Santa María（费德里科·圣玛丽亚技术大学计算机系）；Centro Cientifico Tecnólogico de Valparaíso (CCTVal), Universidad Técnica Federico Santa María（瓦尔帕莱索科技科学中心（CCTVal），费德里科·圣玛丽亚技术大学）
EAS age determination from the study of the lateral distribution of charged particles near the shower axis with the ARGO-YBJ experiment
ARGO-YBJ实验是一个位于高海拔（4300 m a.s.l.）的全覆盖广泛空气簇射（EAS）探测器。自2007年11月至2013年初，中国西藏的数据平稳采集，具有很高的稳定性。该阵列由约7000 m厚的$^2$电阻板室（RPC）组成，这些电阻板室以流光模式运行，并配备有数字和模拟读数，可测量颗粒密度高达每cm $^2$几个颗粒。独特的探测器功能（全覆盖，读出粒度，宽动态范围等）和位置（非常高的海拔）允许详细研究带电粒子在地面非常接近簇射轴的横向密度分布，并通过适当的横向分布函数（LDF）的描述。特别是，在第一个10米从簇射轴收集的信息已被证明提供了一个非常有效的工具，用于确定簇射发展阶段（“年龄”）的能量范围为50 TeV - 10 PeV。还讨论了年龄参数对初级宇宙射线质量组成的敏感性。
First Detection of Extensive Air Showers Using a Small-Aperture Fluorescence Telescope
D.V. Skobelstyn Institue of Nuclear Physics, M.V. Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学D.V.斯科别尔钦核物理研究所）；Faculty of Physics of M.V. Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学物理系）；Cosmic Ray Department, Yerevan Physics Institute（埃里温物理研究所宇宙射线部）
$ν$SpaceSim: An end-to-end simulation package to model the sensitivity of UHECR experiments to upward-moving extensive air showers sourced by cosmic neutrinos interacting in the Earth
Limit on the diffuse flux of ultra-high energy tau neutrinos with the surface detector of the Pierre Auger Observatory
在皮埃尔·俄歇天文台收集的数据被用来建立宇宙辐射中τ中微子扩散通量的上限。掠过地球的$ν_τ$可能在地壳中相互作用，并通过带电电流相互作用产生$τ$轻子。$τ$轻子可能从地球中出现，并在大气中衰变，产生一个具有典型特征的几乎水平的簇射，即使在非常大的大气深度也是一个持续的电磁分量。本文描述了在宇宙线引起的正常簇射背景下，选择由$τ$衰变引起的事件的搜索过程。详细介绍了计算随时间连续增长的探测器曝光量的方法。系统的不确定性，从探测器的曝光，分析和所涉及的物理进行了讨论。对于能量范围为$τ$ eV $< E_ν$ $<$ $2\times10^{19}$ eV的中微子，假设扩散谱的形式为$E_ν^{-2}$，2004年1月1日至2008年4月30日收集的数据产生了90%的置信度上限为$E_ν^{2} \mathrm{d}N_{ν_τ}/\mathrm{d}E_ν < 9 \times 10^{-8}$ GeV cm $^{-2}$ s $^{-1}$ sr $^{-1}$。
Detection of Near Horizontal Muons with the HAWC Observatory
HAWC（High Altitude Water Cherenkov）伽马射线天文台能够观测到几乎水平轨道的μ子。HAWC位于海拔4100米a.s.l.在墨西哥内格拉火山上。HAWC探测器由300个水箱组成，每个水箱直径为7.3米，高4.5米，密集分布在22，000米$^{2}$的物理区域内。先前和当前的实验已经在海平面或接近海平面处观测到高天顶角（接近水平）μ子。HAWC作为一个hodoscope能够观察多TeV μ子在天顶角大于75度。这是第一个在高海拔测量近水平μ子的实验，并且多个μ子的距离很大（$\geq$ 10 m）。通过观察以光速传播的近水平粒子，这些μ子可以与广泛的空气簇射区分开来。Sierra Negra和Pico de Orizaba火山的邻近提供了对μ子的额外测量，其岩石覆盖物相当于几公里的水。我们将介绍HAWC观测这些μ子事件的角分布和速率
