新物理、宇宙线能谱膝区与质子-质子截面测量

我们探讨了一种新物理相互作用为宇宙线能谱中略高于10^6 GeV的膝区提供解释的可能性。我们通过一个非相干项来模拟新物理对总质子-质子截面的修正，该非相干项允许在新物理能标以上出现缺失能量。我们加入约束条件，即新物理还必须与已发表的质子-质子截面测量结果一致，这些测量利用宇宙线观测，其能量比膝区高一个数量级以上。我们发现，在膝区以上能量所需的截面上升是剧烈的。截面的增加表明，在这样的高能量下，将散射过程视为黑盘极限可能更为合适。在这种情况下，标准模型和新物理对总截面的贡献可能无法清晰分离。我们模拟了该极限下的缺失能量，并与西藏III宇宙线通量数据取得了良好拟合。我们评论了在大型强子对撞机上检验关于宇宙线膝区的新物理提议的可能性。