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超高能宇宙线:异常、QCD与LHC数据

高能天体物理现象 2019-06-12 v2 高能物理 - 实验 高能物理 - 唯象学 核实验 核理论

摘要

大型强子对撞机(LHC)上质子与核碰撞的测量(核子-核子质心能量高达sNN=\sqrt{s_{NN}}= 13 TeV)提高了我们对宇宙线与地球大气中原子核碰撞所达到的最高能量(sNN450\sqrt{s_{NN}}\approx 450 TeV)下强相互作用的理解。常用于描述超高能宇宙线(UHECR,能量ECR1017E_{CR}\approx 10^{17}--102010^{20} eV)产生的空气簇射的蒙特卡洛事件生成器(EPOS、QGSJET和SIBYLL),在基于LHC Run-I数据重新调整参数后,对测量谱尾端宇宙线性质的预测更加一致。然而,数据中仍存在模型无法解释的异常。其中,所有模型都显著低估(高估)了μ子总数(及其最大产生深度)。将EPOS、QGSJET和SIBYLL的预测与最新LHC数据以及对撞机MC生成器(如PYTHIA)进行比较表明,改进对硬多重迷你喷注产生和核效应的描述可能有助于减少部分数据-模型差异,揭示接近观测到的ECR1020E_{CR}\approx 10^{20} eV截断的UHECR成分,并发现导致观测异常的任何潜在新物理。

关键词

引用

@article{arxiv.1902.09505,
  title  = {Ultrahigh-energy cosmic rays: Anomalies, QCD, and LHC data},
  author = {David d'Enterria},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1902.09505},
  year   = {2019}
}

备注

Minor text corrections. 6 pages, 10 figures. Proceedings of UHECR2018 (Paris). EDP WebOfConf to appear