广延空气簇射中电子分布的普适性

基于广延空气簇射模拟表明，对于给定的电子能量和横向距离，决定给定簇射年龄处电子方向的两个角度的电子分布是普适的。这意味着若取相同的簇射年龄，这些分布不依赖于原初粒子能量或质量（因此也不依赖于相互作用模型）、簇射天顶角或簇射间涨落。结合先前工作所展示的给定电子能量下电子能量分布、横向距离分布（对角度积分）以及角度分布（对横向距离积分）的普适性，本文完成了对各簇射年龄下电子态的完全普适描述。给出了完整电子态的解析参数化。还表明某些分布可用少于五个变量来描述，新变量为旧变量乘幂的乘积。当前参数化的精度足以应用于原初能量不确定度为14%的簇射（如Pierre Auger天文台的情况）。所选多维变量空间分箱中的簇射涨落约为6%，决定了参数化普适分布所需的最小不确定度。给出了地磁场效应解析估计的方法。得益于任意簇射中电子分布的普适性，可利用荧光技术从天文台数据开发出一种新的簇射重建方法。对于任意簇射年龄，任何原初能量和簇射最大深度的簇射的光通量（荧光和切伦科夫两者）都可被精确预测，从而可通过将预测与测量最佳拟合来获得这两个量。