超高エネルギーハドロン相互作用モデル研究とその宇宙線観測への応用

超高能强子相互作用模型研究及其在宇宙线观测中的应用

• 批准号: 15K05102
• 负责人: 櫻井 信之
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: The University of Tokushima
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15K05102/
• 关键词: 超高エネルギー宇宙線; ハドロン相互作用; 空気シャワー

当年度に申請者はLHCf 実験グループとして衝突エネルギー(√s) 13TeV での陽子-陽子衝突データを取得し、データを解析中である。既存のハドロン相互作用モデル(QGSJET-II-04)を変更して √s=7TeVでの LHCf 実験データのうち、最前方に放出される中性子のエネルギー流量を再現した。相互作用で生じた事象を Diffraction の種類で分け、事象の種類ごとの比率を変更しながら多数のシミュレーションを行い、最適な条件を探索した。その結果、中性子および中性パイオンのエネルギー総量がLHCf実験から予想されるエネルギー総量とよく一致するようなモデルを作成することができた。さらにこの修正モデルを空気シャワーシミュレーションに適用したところ、シャワー二次粒子中の電子数は5%減少する一方で地表に到達する電子数は16%増加した。これはテレスコープアレイ実験が報告している大気蛍光望遠鏡と地表粒子検出器のエネルギースケール不一致を解決する方向である。しかし今回のモデル修正では増加した電子はほとんどシャワー中心に集中しており、実験の結果を再現しなかった。また、シャワー二次粒子中のミューオン数は14%増加し、地表でのミューオン数も16%増加した。これはAuger実験が報告しているミューオン過剰を説明する方向ではあるが、完全に説明するには増加数が足りなかった。また、宇宙線中のハドロン成分解析の為の地表検出器データ解析ツールを作成した。現在シミュレーションを用いた評価基準作りを行っている。今後はさらに中性子のエネルギー分布やエネルギー流量のラピディティ分布の測定結果の再現を目指す。申請者の予備研究から、これらもシャワー二次粒子の横方向分布や、粒子数増加に10%レベルの影響を及ぼすことがわかっている。引き続き空気シャワー実験の観測結果再現を目指して研究を推進していく。

For the current year, the applicant shall submit the LHCf to the LHCf for approval. The existing LHCf interaction pattern (QGSJET-II-04) was changed to S=7TeV, and the flow rate of the LHCf was reproduced in the middle of the front discharge. The type of event Diffraction, the type of event Diffraction, the ratio of event Diffraction, the ratio The results of the study are as follows: 1. The results of the study are as follows: 1. The results of the study are as follows: 2. The results of the study are as follows: 1. The results of the study are as follows: The number of electrons in the secondary particles decreased by 5% and the number of electrons in the surface increased by 16%. This is the first time that a large telescope has been used to detect particles on the ground. This time around, the correction is increasing, and the center is concentrating, and the result is reproducing. The number of secondary particles increased by 14%, and the number of surface particles increased by 16%. This is the first time I've ever seen a woman. The analysis of the components in the cosmic ray is made for the surface detector. Now, we're going to use this as a benchmark. In the future, it will be necessary to reproduce the results of the measurement of the distribution and flow rate of the products. The applicant's preliminary study shows that the horizontal distribution of secondary particles, the increase of particle number and the impact of particle number increase by 10% and 10% respectively. The results of this study are presented in the paper.

项目成果

MC不定要素の空気シャワーへの影響

MC不定元对风淋室的影响

• 发表时间: 2015
• 作者: 櫻井信之