Спектры и угловые распределения атмосферных нейтрино и мюонов от распада очарованных частиц

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Выполнен новый расчет атмосферных лептонов — мюонных нейтрино и мюонов от распадов очарованных частиц (D±, D0, D0, Λс) — для той же модели адронного каскада, которая использовалась в расчетах характеристик атмосферных лептонов от распадов π- и K-мезонов. Построены спектральные зенитно-угловые распределения (D, Λс)-лептонов и (π, K)-лептонов. Найдены интервалы кросс-энергии, в которых (D, Λс)-лептоны дают вклад, сопоставимый с потоками (π, K)-мюонов и нейтрино. Показана возможность обнаружения (D, Λс)-нейтрино на эксперименте при энергиях много ниже кросс-энергии.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. Н. Сороковиков

Объединенный институт ядерных исследований

Автор, ответственный за переписку.
Email: sorokovikov@jinr.ru
Россия, Дубна

А. Д. Морозова

Объединенный институт ядерных исследований; Иркутский государственный университет

Email: sorokovikov@jinr.ru
Россия, Дубна; Иркутск

Т. С. Синеговская

Иркутский государственный университет путей сообщения

Email: sorokovikov@jinr.ru
Россия, Иркутск

С. И. Синеговский

Объединенный институт ядерных исследований; Иркутский государственный университет

Email: sorokovikov@jinr.ru
Россия, Дубна; Иркутск

Список литературы

  1. Аврорин А.В., Аврорин А.Д., Айнутдинов В.М. и др. (Коллаборация Baikal-GVD) // ЖЭТФ. 2022. Т. 161. № 4. С. 476; Avrorin A.V., Avrorin A.D., Aynutdinov V.M. et al. (Baikal-GVD Collaboration) // JETP. 2022. V. 134. No. 4. P. 399.
  2. Аврорин А.В., Аврорин А.Д., Айнутдинов В.М. и др. (Коллаборация Baikal-GVD) // Изв. РАН. Сер. физ. 2019. Т. 83. № 8. С. 1016; Avrorin A.D., Avrorin A.V., Aynutdinov V.M. et al. (Baikal-GVD Collaboration) // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2019. V. 83. No. 8. P. 921.
  3. Abbasi R., Ackermann M., Adams J. et al. (IceCube Collaboration) // Astrophys. J. 2022. V. 928. No. 1. Art. No. 50.
  4. Albert A., Alves S., Andre M. et al. (ANTARES Collaboration) // Phys. Lett. B. 2021. V. 816. Art. No. 136228.
  5. Ageron M., Aiello S., Ameli F. et al. (KM3NeT Collaboration) // Eur. Phys. J. C. 2020. V. 80. No. 2. Art. No. 99.
  6. Кайдалов А.Б., Пискунова О.И. // Ядерн. физика. 1986. Т. 43. С. 1545.
  7. Кайдалов А.Б. // Ядерн. физика. 2023. Т. 66. № 11. С. 2044; Kaidalov A.B. // Phys. Atom. Nucl. 2003. V. 66. No. 11. P. 1994.
  8. Sinegovsky S.I., Sorokovikov M. N. // Eur. Phys. J. C. 2020. V. 80. Art. No. 34.
  9. Kochanov A.A., Sinegovskaya T.S., Sinegovsky S.I. // Astropart. Phys. 2008. V. 30. P. 219.
  10. Sinegovskaya T.S., Morozova A.D., Sinegovsky S.I. // Phys. Rev. D. 2015. V. 91. Art. No. 063011.
  11. Sinegovsky S.I., Kochanov A.A., Sinegovskaya T.S. et al. // Int. J. Mod. Phys. A. 2010. V. 25. P. 3733.
  12. Кочанов А.А., Синеговская Т.С., Синеговский С.И. // ЖЭТФ. 2013. Т. 143. С. 459; Kochanov A.A., Sinegovskaya T.S., Sinegovsky S.I. // JETP. 2013. V. 116. P. 395.
  13. Морозова А.Д., Кочанов А.А., Синеговская Т.С. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2017. Т. 81. № 4. С. 555; Morozova A.D, Kochanov A.A., Sinegovskaya T.S. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2017. V. 81. No. 4. P. 516.
  14. Кочанов А.А., Морозова А.Д., Синеговская Т.С. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2019. Т. 83. № 8. С. 1030; Kochanov A.A., Morozova A.D., Sinegovskaya T.S. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2019. V. 83. No. 8. P. 933.
  15. Kochanov A.A., Morozova A.D., Sinegovskaya T.S. et al. // J. Phys. Conf. Ser. 2019. V. 1181. Art. No. 012054.
  16. Кочанов А.А., Морозова А.Д., Синеговская Т.С. и др. // Изв. РАН. Cер. физ. 2021. Т. 85. № 4. С. 570; Kochanov A.A., Morozova A.D., Sinegovskaya T.S. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2021. V. 85. No. 4. P. 433.
  17. Kochanov A.A., Morozova A.D., Sinegovskaya T.S. et al. // arXiv: 2109.13000. 2021.
  18. Калмыков Н.Н., Остапченко С.С., Павлов А.И. // Изв. РАН. Сер. физ. 1994. Т. 58. № 12. С. 21; Kalmykov N.N., Ostapchenko S.S., Pavlov A.I. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 1994. V. 8. P. 1966.
  19. Kalmykov N.N., Ostapchenko S.S., Pavlov A.I. // Nucl. Phys. B. (Proc. Suppl.) 1997. V. 52. P. 17.
  20. Ostapchenko S. // Nucl. Phys. B. (Proc. Suppl.). 2008. V. 175—176. P. 73.
  21. Кимель Л.Р., Мохов Н.В. // Изв. вузов. Физ. 1974. Т. 17. № 10. С. 17.
  22. Калиновский А.Н., Мохов Н.В., Никитин Ю.П. Прохождение частиц высоких энергий через вещество. М.: Энергоатомиздат, 1985. 248 с.
  23. Gaisser T.K. // Astropart. Phys. 2012. V. 35. P. 801.
  24. Aartsen M.G., Ackermann M., Adams J. et al. (IceCube Collaboration) // Eur. Phys. J. C. 2015. V. 75. Art. No. 116.
  25. Aartsen M.G., Ackermann M., Adams J. et al. (IceCube Collaboration) // Eur. Phys. J. C. 2017. V. 77. Art. No. 692.
  26. Аракелян Г.Г. // Ядерн. физика. 1998. Т. 61. С. 1682; Arakelyan G. H. // Phys. Atom. Nucl. 1998. V. 61. No. 9. P. 1570.
  27. Fedynitch A., Riehn F., Engel R. et al. // Phys. Rev. D. 2019. V. 100. Art. No. 103018.
  28. Bhattacharya A., Enberg R., Jeong Y.S. et al. // JHEP. 2016. V. 2016. No. 11. Art. No. 167.
  29. Gauld R., Rojo J., Rottoli L. et al. // JHEP. 2016. V. 2016. No. 2. Art. No. 130.
  30. Zenaiev O., Garzelli M.V., Lipka K. et al. (PROSA Collaboration) // JHEP. 2020. V. 2020. No. 4. Art. No. 118.
  31. Garzelli M.V., Moch S., Zenaiev O. et al. (PROSA Collaboration) // JHEP. 2017. V. 2017. No. 5. Art. No. 4.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Дифференциальные спектры атмосферных лептонов вблизи вертикали: широкая полоса (а) — спектр мюонных (D, Λс)-нейтрино в модели QGSM + H3a; линии вдоль полосы — результаты расчетов co спектром H3a других моделей рождения очарованных частиц; две кривые, пересекающие широкую полосу, — спектры (π, Κ)-нейтрино для моделей КМ и QGSJET II-03; узкие полосы — (D, Λс)-нейтрино (б) и мюоны (в), пересекающие линии (π, Κ)-лептонов. Спектры (π, Κ)-лептонов рассчитаны для двух моделей адрон-ядерных взаимодействий — КМ + H3a (сплошная линия) и QGSJET II-03 + H3a (штриховая линия)

Скачать (332KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Спектральное зенитно-угловое усиление дифференциальных потоков атмосферных нейтрино (а) и мюонов (б), рассчитанное для зенитного угла θ ≈ 84.26°: 1 — (π, K)-лептоны (КМ); 2 — суммарный спектр КМ + QGSM; 3 — (D, Λс)-лептоны (QGSM); панели внизу (а, б) — (π, K)-лептоны с лучшим разрешением, на которых видна немонотонность анизотропии, отражающая последовательное “включение” и насыщение доминирующих источников — от вкладов двухчастичных распадов заряженных пионов и каонов, к трехчастичным полулептонным распадам заряженных и нейтральных каонов. Это приводит к широкому распределению с “горбами”; 2-й горб (мюоны) как раз отвечает редкому Гi/Г ≃ 4 × 10–4) полулептонному распаду короткоживущего нейтрального каона KS (время жизни 0.9 × 10–10 с). Влияние модели адронного каскада на спектральное зенитно-угловое усиление потоков атмосферных нейтрино (в) и мюонов (г): 1 — (π, K)-лептоны для модели КМ; 2 — (π, K)-лептоны для модели QGSJET II-03; 3 — суммарный спектр КМ + QGSM; 4 — то же, что и 3, но для модели QGSJET II-03 + QGSM

Скачать (426KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024