宇宙源中中微子与次级电子的产生

我们研究了宇宙线 (CRs) 强子相互作用中对次级轻子产生的独立贡献，包括共振态和较重的次级粒子。为此，我们采用了先前讨论的方法 \cite{Huang07}，即使用蒙特卡洛粒子碰撞代码 DPMJET3.04 来确定各种次级粒子的多重数谱，这些粒子以轻子为最终衰变态，源于宇宙线质子和氦核与标准成分星际介质的非弹性碰撞。通过将模拟结果与入射宇宙线能量低于几 GeV 时的次级粒子参数模型（包含共振态）相结合（在此能量范围内 DPMJET 似乎不可靠），我们推导出了能量高达约 10 PeV 的宇宙线相互作用中所有稳定次级粒子的产生矩阵。我们将产生矩阵应用于计算年轻壳层型超新星遗迹 RX J1713.7-3946 中次级电子的射电同步辐射，这是衡量强子宇宙线年龄、谱指数以及最重要的磁场强度的指标。我们发现，最近为解释 X 射线通量变化而提出的多毫高斯 (multi-mG) 磁场不太可能延伸至射电发射区域的大部分，否则 0.1-100 GeV 能窗内的强子宇宙线谱必须异常硬。我们还利用产生矩阵计算了类 IceCube 探测器中的缪子事例率，这些缪子由来自高能 $\gamma$ 射线源（如 RX J1713.7-3946、Vela Jr. 和 MGRO J2019+37）的缪子中微子诱发。在几 TeV 的缪子能量下，或者说约 10 TeV 的中微子能量下，积累约五到十年的数据将允许检验 TeV $\gamma$ 射线的强子起源。