$\sqrt{s}$ = 100 TeV 质子-质子碰撞的全局性质

研究了在未来强子对撞机（如 CERN 的 FCC-hh 和中国的 SppC）质心能量下质子强子相互作用产生末态的全局性质。比较了在对撞机物理（PYTHIA 6、PYTHIA 8 和 PHOJET）以及超高能宇宙射线研究（EPOS 和 QGSJET）中使用的各种蒙特卡洛（MC）事件生成器的预言。尽管它们对强子相互作用的底层建模不同，但对 $\sqrt{s}$ = 100 TeV 质子-质子（p-p）碰撞的预言十分相似。所有 MC 预言（除 PHOJET 外）对不同观测量平均值如下：(i) p-p 非弹性截面 $\sigma_{\rm inel}$ = 105 $\pm$ 2 mb；(ii) 总带电多重数 $\rm N_{_{\rm ch}}$ = 150 $\pm$ 20；(iii) 中快度处带电粒子赝快度密度 $\rm dN_{ch}/d\eta|_{\eta=0} = 9.6 \pm 0.2$；(iv) 中快度处能量密度 $\rm dE/d\eta|_{\eta=0} = 13.6 \pm 1.5$ GeV，以及中心区边缘 $\rm dE/d\eta|_{\eta=5} = 670 \pm 70$ GeV；(v) 中快度平均横动量 $\rm < p_{T}> = 0.76 \pm 0.07$ GeV/c。在中快度，EPOS 和 QGSJET-II 预言在极低（$\rm N_{\rm ch}<3$）和极高（$\rm N_{\rm ch}>100$）粒子多重数处每事件多重数概率更大，而 PYTHIA 6 和 8 在中间区域 $\rm N_{\rm ch}\approx$ 30--80 呈现更高产额。这些结果为在预期的大 FCC-hh/SppC 亮度下估算堆积碰撞的探测器占用和能量沉积提供了有用信息。