用超高能宇宙线探测热平衡的 QCD 途径

Pierre Auger 合作组已报道 muon 数量超出基于调谐至 LHC 数据强子相互作用模型外推计算预期值约数十个百分点。最近,我们提出一种解释 muon 超出的方案,假设在超相对论宇宙线与空气核的中心碰撞中形成退禁闭夸克物质(火球)态。在其演化第一阶段,火球包含胶子以及 $u$ 和 $d$ 夸克。极高的重子化学势抑制胶子碎裂为 $u \bar u$ 和 $d \bar d$,因此它们主要碎裂为 $s \bar s$ 对。在随后的强子化过程中,这导致 pion 及由此产生的 photon 被强烈抑制,但允许发射携带奇异数的重强子。以此方式,强子与 photon 含量的极端不平衡提供了一种增强空气簇射中 muon 含量的途径。在本通讯中,我们研究用于描述火球爆炸产生的次级粒子级联的强子相互作用模型的理论系统误差。我们研究 Auger 分析中考虑的主要 LHC 调谐模型之一 QGSJET II-04 的预测。