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强子喷流的光子似度及 Lorentz 增益的影响

高能物理 - 唯象学 2025-03-13 v2 高能天体物理现象

摘要

我们检查了能量大于 1010 EeV 时,质子诱导的空气喷流被误认为空光子诱导喷流的概率。这种情况发生在中性 π 介子在首次相互作用中获得主要能量时,从而通过其 π0γγ\pi^0 \to \gamma \gamma 衰变增强了电磁喷流组件。使用 CORSIKA 模拟,我们在 EeV 能量尺度上证明了这一效应的相关性。然而,由于 Lorentz 增益导致的中性 π 介子在衰变前发生 hadronic 相互作用的概率会随能量升高而显著增加,因此此类光子似的事件的概率会在最高能量处显著下降。不同的 hadronic 相互作用模型表明,光子似的 hadronic 事件可能在当前的 UHECR 观测站中被观察到。通过与 Pierre Auger Collaboration 最近的光子搜索所发现的背景事件数量进行定量比较,我们得出结论:仅靠中性 π 产生的向上波动无法充分解释数据。

关键词

引用

@article{arxiv.2407.18318,
  title  = {Photon-likeness of hadron showers and impact of Lorentz boosting},
  author = {Jannis Pawlowsky and Karl-Heinz Kampert and Julian Rautenberg},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2407.18318},
  year   = {2025}
}

备注

8 pages, 9 figures, accepted for publication in ApJ