利用广延大气簇射中 μ 子横向分布进行超高能宇宙线原初粒子鉴别

探测器技术的新进展使得大面积地面阵列用于宇宙线空气簇射探测的成本切实可行，但在粒子鉴别、能量分辨率、方向信息和动态范围方面存在一定局限。本文利用 CORSIKA 进行模拟研究，量化地面 μ 子的横向分布（以其能谱和横向展宽为特征），并将其与能量在 $10^{16}$ eV 至 $10^{19}$ eV 的原初粒子引发的广延大气簇射（EAS）的簇射极大深度（X$_{max}$）相结合。通过使用不同原初粒子，我们表明，结合 μ 子可观测量与 X$_{max}$ 可在大部分事例中鉴别原初粒子，具体取决于能量和探测器性能。本研究为未来用于地面阵列的 μ 子探测器设计提供了重要的输入参数，这将有助于加深对原初粒子及大气中 QCD 相互作用的理解。