来自地球的向上 τ 空气喷流
高能物理 - 唯象学
2009-11-10 v4 天体物理学
核理论
摘要
我们考虑了地球遮挡效应以及有限大气厚度,估计了可观测的水平和向上 τ 空气喷流(HORTAUs, UPTAUS)的发生率。我们计算了从地球中浮现的 τ 空气喷流所对应的有效目标体积和质量。结果表明,对于像 EUSO 这样的卫星实验,在 E_nu_tau = 10^19 eV 时,可 encompass 的体积可达 V= 1020 km^3。采用简单幂律中子通量 E^-2 和 E^-1,分别校准为 GZK 类和 Z-Burst 类模型,我们估计在 E= 10^19 eV 时,EUSO 在三年数据收集期间应能检测到 nearly 一半 dozen 个水平喷流事件。我们还发现,由岩石构成的地球外层相当质量在水方面占主导地位,这与简化的全岩石/全水地球模型和之前的蒙特卡罗模拟不同。因此,我们预期在最高山链附近的大陆架附近将增强中子检测率,这也基于地球喷流中子更好的几何接受度。若阿尔ger实验在 E_nu= 10^{18} eV 时(三年内可检测到 26 个事件)向安第斯地区探测到这种特征,如果方位角和仰角分辨率在地平线上能够达到接近一度的精度,以便区分 τ 空气喷流与普通高能宇宙射线。事件数量在较低能量处会增多;因此我们建议延长 EUSO 和阿尔ger的灵敏度,下探至(甚至低于)E_nu = 10^19 eV 和 E_nu = 10^18 eV。
引用
@article{arxiv.hep-ph/0305128,
title = {Upward Tau Air Showers from Earth},
author = {D. Fargion and P. G. De Sanctis Lucentini and M. De Santis. M. Grossi},
journal= {arXiv preprint arXiv:hep-ph/0305128},
year = {2009}
}
备注
New version resubmitted to ApJ on the 6th April 2004; 55 Pages,20 figures, major changes following referee request