高能大气中微子

高能中微子源于宇宙射线与空气核碰撞产生的介子衰变，是天体物理中微子探测中不可避免的背景噪声。能量高于1 PeV的大气中微子通量应主要由粲粒子衰变贡献。这些（瞬发）中微子来自大质量短寿命粒子（$D^\pm$、$D^0$、$\bar{D}{}^0$、$D_s^\pm$、$\Lambda^+_c$）的衰变，由于粲产生过程研究不足，构成了高能大气中微子通量中最不确定的部分。此外，核子-核碰撞中π介子和特别是K介子产生截面的高能行为的不确定性，可能显著影响计算的中微子通量。存在一个能量区域，上述通量不确定性相互叠加。本文提出的新计算显示，使用已知强子模型SIBYLL 2.1和QGSJET-II得到的μ子中微子通量预测存在显著差异，在1 TeV以上可达1.8倍。在$10-10^7$ GeV能量范围内的大气中微子通量，采用一维方法求解大气中的核级联方程计算，该方法考虑了粒子产生中非标度行为、总非弹性强子-核截面的上升以及初级宇宙射线谱的非幂律特征。该方法最近已在大气μ子通量计算中得到验证[1]。中微子通量计算结果与Frejus、AMANDA-II和IceCube的测量数据进行了比较。