利用SKA-Low探测双峰空气喷流
高能天体物理现象
2025-10-16 v1
摘要
双峰喷流是蒙特卡洛模拟预测的一种稀有广义空气喷流（EAS）类别。当高能次级粒子（领先粒子）显著远于其余粒子行进时，形成独特的双峰纵向轮廓。迄今为止，尚无实验能够直接探测这些喷流。双峰喷流独特的射电足迹特征为多个喷射环，提供了从射电观测中重建纵向轮廓的方法。凭借其稠密天线阵列和宽频范围，Square Kilometer Array Observatory（SKAO）将是首个能够探测这些特征的实验，为探测高能 hadronic 相互作用并约束粒子十字截面提供了新的机会。我们模拟使用CORSIKA配合CoREAS插件进行EAS仿真。我们开发了一种基于Akaike信息准则的方法，通过分析其纵向轮廓识别双峰喷流。随后我们探讨不同宇宙射线初始粒子和various hadronic 相互作用模型中这些双峰喷流的存在率。我们创建了包含至少初始能量的所有粒子的EAS骨架，以确认领先粒子假说并跟踪喷流发展。根据具体喷流特性，双峰喷流的射电足迹可形成复杂的干涉图案，包含多个环。从这些信息中可提取纵向轮廓。SKA凭借稠密天线阵列和频率范围，首个能够详细观测双峰喷流的实验。
关键词
引用
@article{arxiv.2510.13788,
title = {Investigating double bump air showers with the SKA-Low},
author = {V. De Henau and S. Bouma and J. Bray and S. Buitink and A. Corstanje and M. Desmet and E. Dickinson and L. van Dongen and B. Hare and H. He and J. R. Hörandel and T. Huege and C. W. James and M. Jetti and P. Laub and H. -J. Mathes and K. Mulrey and A. Nelles and O. Scholten and C. Sterpka and S. ter Veen and K. Terveer and P. Turekova and T. N. G. Trinh and S. Saha and S. Sharma and R. Spencer and D. Veberič and K. Watanabe and M. Waterson and C. Zhang and P. Zhang and Y. Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.13788},
year = {2025}
}
备注
Presented at the 39th International Cosmic Ray Conference (ICRC 2025). 9 pages, 6 figures