Гадронна фізика надвисоких енергій в обсерваторії П’єра Оже: мюонні вимірювання
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe69.11.792Ключові слова:
космiчнi променi ультрависоких енергiй, гадроннi взаємодiї, мюониАнотація
Обсерваторiя П’єра Оже, найбiльша у свiтi обсерваторiя космiчних променiв надвисоких енергiй (UHECR), пропонує унiкальнi можливостi дослiдження властивостей гадронних взаємодiй, якi проявляються в атмосферних зливах космiчних променiв при енергiях, що значно перевищують досягнутi на створених людиною прискорювачах. Ключовим джерелом iнформацiї про гадроннi взаємодiї довгий час були мюони, що досягають земної поверхнi, кiлькiсть яких можна безпосередньо вимiряти в обсерваторiї Оже при енергiях до 10 ТеВ спецiальними пiдземними детекторами мюонiв або оцiнити методом спостереження сильно нахилених злив частинок за допомогою поверхневого детектора обсерваторiї. Додаткову iнформацiю можна отримати завдяки гiбридному характеру обсерваторiї, яка дозволяє одночасно спостерiгати за поздовжнiм розвитком зливи за допомогою флуоресцентного детектора (а останнiм часом також радiодетектора) та наземного сигналу вiд поверхневого детектора. Кiлька рiзних дослiджень iз використанням гiбридних даних вказують на розбiжнiсть мiж прогнозами моделювання, заснованими на останнiх моделях гадронної взаємодiї, i спостережуваними даними. Новий аналiз iз застосуванням повної вiдповiдностi даних про зливи частинок, отриманих гiбридним методом, показав, що розбiжностi мiж моделями та спостережуваними даними є бiльш комплексними i включають прогнози щодо максимальної глибини поздовжнього розвитку зливи. У той самий час вимiрювання флуктуацiй вiд зливи до зливи з використанням гiбридного пiдходу демонструють хорошу узгодженiсть спостережуваних даних iз прогнозами у припущеннi, що невiдповiднiсть у кiлькостi мюонiв є скорiше результатом поступового накопичення невеликих змiн пiд час розвитку зливи, нiж кардинальної змiни властивостей першої взаємодiї. Нещодавно в обсерваторiї була проведена модернiзацiя, яка включає кiлька компонентiв, спрямованих на значне покращення вимiрювання мюонної компоненти в атмосферних зливах космiчних променiв.
Посилання
J. Matthews. A Heitler model of extensive air showers. Astropart. Phys. 22 (5-6), 387 (2005).
https://doi.org/10.1016/j.astropartphys.2004.09.003
R. Ulrich, R. Engel, M. Unger. Hadronic multiparticle production at ultrahigh energies and extensive air showers. Phys. Rev. D 83, 054026 (2011).
https://doi.org/10.1103/PhysRevD.83.054026
M. Ave, R. Engel, M. Roth, A. Schulz. A generalized description of the signal size in extensive air shower detectors and its applications. Astropart. Phys. 87, 23 (2017).
https://doi.org/10.1016/j.astropartphys.2016.11.008
Pierre Auger Collaboration. Testing hadronic-model predictions of depth of maximum of air-shower profiles and ground-particle signals using hybrid data of the Pierre Auger Observatory. Phys. Rev. D 109, 102001 (2024).
Pierre Auger Collaboration. The energy spectrum of cosmic rays beyond the turn-down around 10^17 eV as measured with the surface detector of the Pierre Auger Observatory. Eur. Phys. J. C 81, 966 (2021).
Pierre Auger Collaboration. The Pierre Auger Cosmic Ray Observatory. Nucl. Instrum. Meth. A 798, 172 (2015).
J. de Jesus for the Pierre Auger Collaboration. Status and Performance of the Underground Muon Detector of the Pierre Auger Observatory. In: Proceedings of the 38th International Cosmic Ray Conference, PoS(ICRC2023) 267 (2023).
Pierre Auger Collaboration. Direct measurement of the muonic content of extensive air showers between 2 × 10^17 and 2 × 10^18 eV at the Pierre Auger Observatory. Eur. Phys. J. C 80, 751 (2020).
Pierre Auger Collaboration. Muons in air showers at the Pierre Auger Observatory: Mean number in highly inclined events. Phys. Rev. D 91, 032003 (2015).
https://doi.org/10.1103/PhysRevD.91.059901
Pierre Auger Collaboration. Measurement of the fluctuations in the number of muons in extensive air showers with the Pierre Auger Observatory. Phys. Rev. Lett. 126, 152002 (2021).
D. Soldin for the EAS-MSU, IceCube, KASCADE-Grande, NEVOD-DECOR, Pierre Auger, SUGAR, Telescope Array, and Yakutsk EAS Array Collaborations. Update on the combined analysis of muon measurements from nine air shower experiments. In: Proceedings of the 37th International Cosmic Ray Conference, PoS(ICRC2021) 349 (2021).
https://doi.org/10.22323/1.395.0349
M. Stadelmaier for the Pierre Auger Collaboration. The number of muons measured in hybrid events detected by the Pierre Auger Observatory. In: Proceedings of the 38th International Cosmic Ray Conference, PoS(ICRC2023) 339 (2023).
Pierre Auger Collaboration. Extraction of the muon signals recorded with the surface detector of the Pierre Auger Observatory using recurrent neural networks. JINST 16, P07016 (2021).
J. Ebr et al. Impact of modified characteristics of hadronic interactions on cosmic-ray observables for proton and nuclear primaries. In: Proceedings of the 38th International Cosmic Ray Conference, PoS(ICRC2023) 245 (2023).
https://doi.org/10.22323/1.444.0245
A. Castellina for the Pierre Auger Collaboration. AugerPrime: the Pierre Auger Observatory Upgrade. EPJ Web. Conf. 210, 06002 (2019).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
