基于 PROPOSAL 的缪子方向重建中偏转不确定性的模拟

大型中微子探测器和缪子层析成像依赖于探测器中缪子的方向来推断缪子或母中微子的起源。然而，缪子在进入探测器之前的传播路径上会累积偏转，这可能需作为额外的不确定度来源加以考虑。本文利用模拟工具 PROPOSAL 研究缪子的偏转，该工具考虑了多次散射和随机相互作用中的偏转。单个相互作用上的偏转取决于缪子能量和相互作用类型，并可达度数量级——即使在 TeV 至 PeV 能量下也是如此。累积偏转角可参数化为末态缪子能量的函数，而与初始缪子能量无关。末态能量为 500 GeV 的 propagated 缪子的中位累积偏转角为 $\theta_{\text{acc}} = 0.10{\deg}$，其 99% 中心区间为 $[0.01{\deg}, 0.39{\deg}]$。这与现有中微子探测器的方向分辨率处于同一数量级。此外，还与模拟工具 MUSIC 和 Geant4 以及两项不同的缪子偏转测量进行了比较。