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This figure shows how the Alice instrument count rate changed over time during the sunset and sunrise observations. The count rate is largest when the line of sight to the sun is outside of the atmosp
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CERN ALICE 검출기로 우주선 다중 뮤온 사건 분석… QGSJET-II-04가 무거운 조성 가정 시 최적 재현

CERN 대형강입자충돌기(LHC)의 ALICE 실험은 LHC Run 2 기간인 2015~2018년에 우주선 관측 캠페인을 수행해 총 62.5일의 실제 관측 시간을 확보했다. 이번 분석은 검출된 뮤온이 4개를 넘는 다중 뮤온 사건으로 범위를 한정했으며, 저·중간 다중도 영역에서 뮤온 다중도 분포(MMD)를 조사하고 통계적 변동이 큰 고다중도 영역에서는 고뮤온 다중도(HMM) 사건의 발생률을 측정했다. 결과는 대기 중 공기 샤워 전개를 기술하는 주요 강입자 상호작용 모형 세 가지(QGSJET-II-04, EPOS-LHC, SIBYLL 2.3d)와 순수 양성자 및 순수 철이라는 두 극단적 1차 우주선 조성 가정을 적용한 몬테카를로 시뮬레이션과 비교됐다. 연구진은 모형들이 1차 우주선 에너지에 따른 양성자·철의 추세를 정밀하게 기술하는 데 어려움을 겪지만, QGSJET-II-04만이 연구된 전체 에너지 영역에서 무거운 조성을 가정할 때 MMD와 HMM 사건 발생률을 비교적 잘 재현한다고 밝혔다.

arXiv astro-ph.HE (고에너지)