Модифіковані характеристики гадронних взаємодій у зливах космічного проміння надвисоких енергій

Модифіковані характеристики гадронних взаємодій у зливах космічного проміння надвисоких енергій

Data from multiple experiments suggest that the current interaction models used in Monte Carlo simulations do not correctly reproduce the hadronic interactions in air showers produced by ultra-high-energy cosmic rays (UHECR), in particular – but not limited to – the production of muons during the sh...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2024
Автори: Ebr, J., Blažek, J., Vícha, J., Pierog, T., Santos, E., Trávníček, P., Denner, N., Ulrich, R.
Формат: Стаття
Мова:English
Опубліковано: Publishing house "Academperiodika" 2024
Теми:
космiчнi променi ультрависоких енергiй
гадроннi взаємодiї
мюони
Онлайн доступ:https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023514
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Ukrainian Journal of Physics

Репозитарії

Ukrainian Journal of Physics
id ujp2-article-2023514
record_format ojs
spelling ujp2-article-20235142024-12-03T12:24:32Z Modified Characteristics of Hadronic Interactions in Ultra-High-Energy Cosmic-Ray Showers Модифіковані характеристики гадронних взаємодій у зливах космічного проміння надвисоких енергій Ebr, J. Blažek, J. Vícha, J. Pierog, T. Santos, E. Trávníček, P. Denner, N. Ulrich, R. космiчнi променi ультрависоких енергiй гадроннi взаємодiї мюони ultra-high-energy cosmic rays hadronic interactions muons Data from multiple experiments suggest that the current interaction models used in Monte Carlo simulations do not correctly reproduce the hadronic interactions in air showers produced by ultra-high-energy cosmic rays (UHECR), in particular – but not limited to – the production of muons during the showers. We have created a large library of UHECR simulations where the interactions at the highest energies are slightly modified in various ways – but always within the constraints of the accelerator data, without any abrupt changes with energy and without assuming any specific mechanism or dramatically new physics at the ultra-high energies. We will find that even when very different properties – cross section, elasticity, and multiplicity – of the interactions are modified, the resulting changes in some air-shower observables are still mutually correlated. Thus, not all possible combinations of changes of observables are easily reproduced by some combination of the modifications. Most prominently, the recent results of the Pierre Auger Observatory, which call for a change in the prediction of both the muon content at ground and the depth of the maximum of longitudinal development of the showers, are rather difficult to reproduce with such modifications, in particular when accounting for other cosmic-ray data. While some of these results are related to the assumptions we place on the modifications, the overall lessons are general and provide valuable insight into how the UHECR data can be interpreted from the point of view of hadronic physics. Данi багатьох експериментiв свiдчать про те, що моделi взаємодiї, якi використовуються нинi у комп’ютерних симуляцiях методом Монте-Карло, неправильно вiдтворюють гадроннi взаємодiї у зливах частинок в атмосферi, створюваних космiчними променями надвисоких енергiй (UHECR), зокрема i тодi, коли дослiджується народження мюонiв пiд час злив. Ми створили велику бiблiотеку комп’ютерних симуляцiй UHECR, в яких взаємодiї при найвищих енергiях дещо модифiкованi рiзними способами – але завжди в допустимих межах, якi узгоджуються iз даними прискорювача, без будь-яких рiзких змiн енергiї та без припущення будь-якого специфiчного механiзму або кардинально нової фiзики в областi надвисоких енергiй. Ми виявили, що навiть коли змiнюються дуже рiзнi властивостi взаємодiй – поперечний перерiз, множиннiсть – результуючi змiни в деяких спостережуваних у зливах частинок в атмосферi все ще взаємно скорельованi. Найважливiшим є те, що нещодавнi результати обсерваторiї П’єра Оже, якi вимагають змiни прогнозу як вмiсту мюонiв бiля поверхнi землi, так I глибини максимуму поздовжнього розвитку злив частинок, досить важко вiдтворити згаданими модифiкацiями взаємодiї, особливо з урахуванням iнших даних, якi стосуються космiчних променiв. Хоча деякi з цих результатiв пов’язанi з припущеннями, якi ми робимо щодо можливих модифiкацiй взаємодiї, висновки є загальними та дають цiнне розумiння того, як данi UHECR можна тлумачити з точки зору гадронної фiзики. Publishing house "Academperiodika" 2024-12-03 Article Article application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023514 10.15407/ujpe69.11.786 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 69 No. 11 (2024); 786 Український фізичний журнал; Том 69 № 11 (2024); 786 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe69.11 en https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023514/3206 Copyright (c) 2024 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine
institution Ukrainian Journal of Physics
baseUrl_str
datestamp_date 2024-12-03T12:24:32Z
collection OJS
language English
topic космiчнi променi ультрависоких енергiй
гадроннi взаємодiї
мюони
spellingShingle космiчнi променi ультрависоких енергiй
гадроннi взаємодiї
мюони
Ebr, J.
Blažek, J.
Vícha, J.
Pierog, T.
Santos, E.
Trávníček, P.
Denner, N.
Ulrich, R.
Модифіковані характеристики гадронних взаємодій у зливах космічного проміння надвисоких енергій
topic_facet космiчнi променi ультрависоких енергiй
гадроннi взаємодiї
мюони
ultra-high-energy cosmic rays
hadronic interactions
muons
format Article
author Ebr, J.
Blažek, J.
Vícha, J.
Pierog, T.
Santos, E.
Trávníček, P.
Denner, N.
Ulrich, R.
author_facet Ebr, J.
Blažek, J.
Vícha, J.
Pierog, T.
Santos, E.
Trávníček, P.
Denner, N.
Ulrich, R.
author_sort Ebr, J.
title Модифіковані характеристики гадронних взаємодій у зливах космічного проміння надвисоких енергій
title_short Модифіковані характеристики гадронних взаємодій у зливах космічного проміння надвисоких енергій
title_full Модифіковані характеристики гадронних взаємодій у зливах космічного проміння надвисоких енергій
title_fullStr Модифіковані характеристики гадронних взаємодій у зливах космічного проміння надвисоких енергій
title_full_unstemmed Модифіковані характеристики гадронних взаємодій у зливах космічного проміння надвисоких енергій
title_sort модифіковані характеристики гадронних взаємодій у зливах космічного проміння надвисоких енергій
title_alt Modified Characteristics of Hadronic Interactions in Ultra-High-Energy Cosmic-Ray Showers
description Data from multiple experiments suggest that the current interaction models used in Monte Carlo simulations do not correctly reproduce the hadronic interactions in air showers produced by ultra-high-energy cosmic rays (UHECR), in particular – but not limited to – the production of muons during the showers. We have created a large library of UHECR simulations where the interactions at the highest energies are slightly modified in various ways – but always within the constraints of the accelerator data, without any abrupt changes with energy and without assuming any specific mechanism or dramatically new physics at the ultra-high energies. We will find that even when very different properties – cross section, elasticity, and multiplicity – of the interactions are modified, the resulting changes in some air-shower observables are still mutually correlated. Thus, not all possible combinations of changes of observables are easily reproduced by some combination of the modifications. Most prominently, the recent results of the Pierre Auger Observatory, which call for a change in the prediction of both the muon content at ground and the depth of the maximum of longitudinal development of the showers, are rather difficult to reproduce with such modifications, in particular when accounting for other cosmic-ray data. While some of these results are related to the assumptions we place on the modifications, the overall lessons are general and provide valuable insight into how the UHECR data can be interpreted from the point of view of hadronic physics.
publisher Publishing house "Academperiodika"
publishDate 2024
url https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023514
work_keys_str_mv AT ebrj modifiedcharacteristicsofhadronicinteractionsinultrahighenergycosmicrayshowers
AT blazekj modifiedcharacteristicsofhadronicinteractionsinultrahighenergycosmicrayshowers
AT vichaj modifiedcharacteristicsofhadronicinteractionsinultrahighenergycosmicrayshowers
AT pierogt modifiedcharacteristicsofhadronicinteractionsinultrahighenergycosmicrayshowers
AT santose modifiedcharacteristicsofhadronicinteractionsinultrahighenergycosmicrayshowers
AT travnicekp modifiedcharacteristicsofhadronicinteractionsinultrahighenergycosmicrayshowers
AT dennern modifiedcharacteristicsofhadronicinteractionsinultrahighenergycosmicrayshowers
AT ulrichr modifiedcharacteristicsofhadronicinteractionsinultrahighenergycosmicrayshowers
AT ebrj modifíkovaníharakteristikigadronnihvzaêmodíjuzlivahkosmíčnogopromínnânadvisokihenergíj
AT blazekj modifíkovaníharakteristikigadronnihvzaêmodíjuzlivahkosmíčnogopromínnânadvisokihenergíj
AT vichaj modifíkovaníharakteristikigadronnihvzaêmodíjuzlivahkosmíčnogopromínnânadvisokihenergíj
AT pierogt modifíkovaníharakteristikigadronnihvzaêmodíjuzlivahkosmíčnogopromínnânadvisokihenergíj
AT santose modifíkovaníharakteristikigadronnihvzaêmodíjuzlivahkosmíčnogopromínnânadvisokihenergíj
AT travnicekp modifíkovaníharakteristikigadronnihvzaêmodíjuzlivahkosmíčnogopromínnânadvisokihenergíj
AT dennern modifíkovaníharakteristikigadronnihvzaêmodíjuzlivahkosmíčnogopromínnânadvisokihenergíj
AT ulrichr modifíkovaníharakteristikigadronnihvzaêmodíjuzlivahkosmíčnogopromínnânadvisokihenergíj
first_indexed 2024-12-15T20:36:03Z
last_indexed 2024-12-15T20:36:03Z
_version_ 1818540103139590144

Схожі ресурси