A Data-driven heavy-metal scenario for Ultra-High-Energy Cosmic Rays
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68378271%3A_____%2F25%3A00644304" target="_blank" >RIV/68378271:_____/25:00644304 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="https://pos.sissa.it/501/430/pdf" target="_blank" >https://pos.sissa.it/501/430/pdf</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.22323/1.501.0430" target="_blank" >10.22323/1.501.0430</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
A Data-driven heavy-metal scenario for Ultra-High-Energy Cosmic Rays
Popis výsledku v původním jazyce
The mass composition of ultra-high-energy cosmic rays (UHECRs) is usually inferred from the depth of the shower maximum (Xmax) of cosmic-ray showers, which is only ambiguously determined by modern hadronic interaction models. We present a data-driven interpretation of UHECRs, the heavy-metal scenario, which assumes pure iron nuclei above 1019.6 eV (≈40 EeV) as the heaviest observed mass composition and introduces a global shift in the Xmax scale predicted by the two hadronic interaction models QGSJet II-04 and Sibyll 2.3d. We investigate the consequences of the proposed mass-composition model based on the obtained shifts in the Xmax values, which naturally lead to a heavier mass composition of UHECRs than conventionally assumed. We explore the consequences of our model on the energy evolution of relative fractions of primary species, consequently decomposed energy spectrum, hadronic-interaction studies and the arrival directions of UHECRs. We show that within this scenario, presented recently in [ApJL 986 L34], the cosmic-ray measurements can be interpreted in a more consistent way.
Název v anglickém jazyce
A Data-driven heavy-metal scenario for Ultra-High-Energy Cosmic Rays
Popis výsledku anglicky
The mass composition of ultra-high-energy cosmic rays (UHECRs) is usually inferred from the depth of the shower maximum (Xmax) of cosmic-ray showers, which is only ambiguously determined by modern hadronic interaction models. We present a data-driven interpretation of UHECRs, the heavy-metal scenario, which assumes pure iron nuclei above 1019.6 eV (≈40 EeV) as the heaviest observed mass composition and introduces a global shift in the Xmax scale predicted by the two hadronic interaction models QGSJet II-04 and Sibyll 2.3d. We investigate the consequences of the proposed mass-composition model based on the obtained shifts in the Xmax values, which naturally lead to a heavier mass composition of UHECRs than conventionally assumed. We explore the consequences of our model on the energy evolution of relative fractions of primary species, consequently decomposed energy spectrum, hadronic-interaction studies and the arrival directions of UHECRs. We show that within this scenario, presented recently in [ApJL 986 L34], the cosmic-ray measurements can be interpreted in a more consistent way.
Klasifikace
Druh
D - Stať ve sborníku
CEP obor
—
OECD FORD obor
10303 - Particles and field physics
Návaznosti výsledku
Projekt
Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.
Návaznosti
I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace
Ostatní
Rok uplatnění
2025
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název statě ve sborníku
Proceedings of Science
ISBN
—
ISSN
1824-8039
e-ISSN
—
Počet stran výsledku
8
Strana od-do
430
Název nakladatele
Sissa Medilab srl
Místo vydání
Trieste
Místo konání akce
Ženeva
Datum konání akce
15. 7. 2025
Typ akce podle státní příslušnosti
WRD - Celosvětová akce
Kód UT WoS článku
—