GRAPES-3 的刚性度相关 CORSIKA 模拟建模
天体物理仪器与方法
2019-08-19 v1 计算物理
摘要
位于印度乌蒂的 GRAPES-3 缪子望远镜每日记录 4×10^9 个缪子。这些缪子由初级宇宙线（PCRs）在大气中相互作用产生。高统计量的缪子使 GRAPES-3 能够精确测量多种太阳诱发现象，包括日冕物质抛射（CME）、福布斯下降、地磁暴（GMS）以及雷云过境时的气氛加速。然而，对观测数据的理解与解释需要对 PCRs 进行蒙特卡洛（MC）模拟及随后在大气中的簇射发展。CORSIKA 是广泛用于此目的的标准 MC 模拟代码。然而，这些模拟十分耗时，因为在从大气顶层到地面的簇射发展各阶段需考虑大量相互作用与衰变。因此，当需模拟数十亿 PCRs 以匹配数据的高统计精度时，计算资源成为重要考量。在 GRAPES-3 模拟中观察到，超过 60% 的模拟事件实际上并未到达地球大气。地磁场（GMF）对 PCRs 产生称为截止刚性 Rc 的阈值，这是一个方向相关参数，低于它的 PCRs 无法到达地球大气。但在 CORSIKA 中无法设置方向相关阈值。我们设计了一种高效方法，考虑了该 Rc 依赖性。对于 GRAPES-3 模拟，模拟时间减少了约 3 倍，输出数据大小减少了约 2 倍。此改进已纳入 CORSIKA v75600 及后续版本。本文讨论了其详细实现及潜在收益。
引用
@article{arxiv.1908.05948,
title = {Modeling of rigidity dependent CORSIKA simulations for GRAPES-3},
author = {B. Hariharan and S. R. Dugad and S. K. Gupta and Y. Hayashi and S. S. R. Inbanathan and P. Jagadeesan and A. Jain and S. Kawakami and P. K. Mohanty and B. S. Rao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.05948},
year = {2019}
}
备注
Exp Astron (2019)