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水-查尔顿阵列中超高能伽马-质子鉴别的时间结构尾部概率

高能物理 - 唯象学 2026-02-13 v1 高能物理 - 实验

摘要

基于浴象观测量的伽马-质子鉴别是识别最高能量宇宙伽马源的关键。在本工作中,我们引入 Ptailα,TP^{\alpha, T}_{\rm tail},一种用于水-查尔顿探测器 (WCD) 阵列中超高能光子搜索的新型鉴别变量。该可观测量通过纳入 WCD 痕迹的时间结构,使用累积信号分布。我们利用在约 1017eV10^{17}\,\mathrm{eV} 能量处的仿真质子和伽马产生的空气浴象,评估了 Ptailα,TP^{\alpha, T}_{\rm tail} 的性能,并将其与既有的 WCD 基于方法(如 SbS_b、risetime 基于变量以及受 SWGO 启发的 PtailαP^\alpha_{\rm tail})进行比较。该新变量在 50% 伽马效率下约为 2×1022 \times 10^{-2} 的背景污染,几乎是现有 WCD 方法的五倍提升,接近理想的单子隔离参考。这些结果表明,利用时间分辨信号尾部可增强稀疏表面阵列中超高能光子搜索的效果。

关键词

引用

@article{arxiv.2602.12167,
  title  = {Time-Structured Tail Probabilities for Ultra-High-Energy Gamma-Hadron Discrimination in Water-Cherenkov Arrays},
  author = {Ruben Conceição and Pedro J. Costa and Mário Pimenta},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2602.12167},
  year   = {2026}
}

备注

8 pages, 10 figures