用于探测向上 τ 空气喷发的探测器阵列研究

宇宙射线光谱延伸至超过 10^20 eV 的能量。在直接产生或加速模型中，以及通过光子-π相互作用，高能宇宙射线通量必须包含中子子和光子。后者被宇宙辐射吸收，而中子子则不被吸收。中子子天文学的需求迫切。在本文中， presented 一种用于测量从地面向上产生的水平 τ 空气喷发的探测器阵列设计研究。每个阵列单元由一对安装在框架上的碳化物晶体砖组成，前视场约为 0.1 sr，优化以通过其飞行时间区分向上和向下的穿越粒子。讨论了探测器阵列的灵敏度、阵列大小以及 τ 喷发识别。由于 ν_μ 几乎完全转化为 ν_τ，估计 ultrahigh energy ν_τ 及其最小后果 τ 空气喷发率；假设中子子能谱遵循费米型幂律 E^-2，3 年观察的灵敏度约为 60 eV cm^-2s^-1sr^-1，能量范围为 10^{17-20} eV。该数值将为与现有和未来实验的竞争性上限提供支持。我们还发现，该系统在相同时间内可观测约每 km^2 发生一个 GZK 中子子事件。