Speaker
Description
Космические лучи (КЛ) с энергией свыше $10^{15}$ эВ, как правило, наблюдаются косвенно через так называемые широкие атмосферные ливни (ШАЛ). Одной из ключевых наблюдаемых в экспериментах по наблюдению ШАЛ является число мюонов в ливне, $N_{\mu}$. Согласно Монте-Карло (МК) симуляциям, $N_{\mu}$ чувствительно к составу КЛ, который, в свою очередь, несёт информацию об источниках КЛ. Вместе с тем, широко известна проблема «мюонного избытка»: экспериментальные значения $N_{\mu}$ при фиксированной реконструированной энергии ШАЛ оказывается значительно больше ожидаемых из МК симуляций при той же энергии. Как правило, основное внимание в исследованиях на тему мюонного избытка посвящено адронным реакциям в ШАЛ, как доминантному механизму производства мюонов. Однако известно, что гарантированный вклад в $N_{\mu}$ вносят также и фотоядерные реакции (ФЯР), причём сечение ФЯР на типичных мишенях земной атмосферы ($\rm ^{14}N$, $\rm ^{16}O$) слабо ограничено лабораторными экспериментами в релевантной области высоких энергий.
В этой работе приводится анализ систематической неопределённости $N_{\mu}$, порождаемой недостатком информации о величине сечения ФЯР при высоких энергиях. На основе МК симуляций строится линейный функционал, который позволяет аналитически вычислять средний вклад высокоэнергичных ФЯР в число $N_{\mu}$ в ШАЛ универсальным образом для широкого класса моделей сечения ФЯР. На основе построенного функционала делается вывод о вкладе неопределённости сечения ФЯР в неопределённость $N_{\mu}$. Обсуждается влияние этих неопределённостей на проблему мюонного избытка и на возможность обнаружения фотонных ШАЛ высоких энергий на современных экспериментах.
