基于 Pierre Auger 与 Telescope Array 观测站所记录 X_max 分布的 UHECR 质量组成

本文中，我们通过拟合 Pierre Auger（2014）与 Telescope Array（TA）（2016）观测站记录的 $X_{\rm max}$ 分布，推断超高能宇宙线（UHECRs）的质量组成；拟合采用由 EPOS-LHC、QGSJETII-04 与 Sibyll 2.1 强子相互作用模型预测的大批原初核种（p、He、C、N、O、Ne、Si 与 Fe）蒙特卡洛（MC）模板的所有可能组合。我们利用从某一实验在各能段重建的核素个体份额构建等效 MC $X_{\rm max}$ 分布，并将其与另一实验的 $X_{\rm max}$ 实验分布比较，应用不同的相容性统计检验。两实验所得结果均确认，在所研究能段 $\lg E (\rm eV)$ = [17.8--19.3]（Auger）与 $\lg E \rm (eV)$ = [18.2--19.0]（TA）内，UHECR 质量组成以质子与 He 核为主（$\gtrsim$$70\%$）。两实验所记录 $X_{\rm max}$ 分布的间接比较显示，两数据集的相容程度良好，在某些高能段甚至优异，尤其高于踝部以上（$\lg E (\rm eV) \sim 18.7$）。然而，我们的研究揭示，在低能段需进一步的数据分析工作以协调两实验结果。