Skip to main content

Primary cosmic-ray nucleon spectrum from the atmospheric gamma-ray and muon data

Summary

The available experimental inclusive cross-sections for single-pion and kaon production in proton-proton collisions between 0.01 and 2 TeV incident-proton laboratory energy have been used to determine a phenomenological form for the inclusive cross-sections. This has been used together with the recent high-precision measurements of atmospheric gamma-ray and single-muon spectra between 0.002 to 50 TeV to derive the primary nucleon spectrum in the formI(E)=I 0E-γ up to the primary energy ≥100 TeV. The parametersI 0 and γ, vary in the range 1.75┌2.7 and 2.63┌2.78, respectively.

Riassunto

Sono state usate le sezioni d'urto inclusive sperimentali disponibili per la produzione di pioni singoli e kaoni negli urti protone-protone ad una energia del protone incidente nel laboratorio compresa tra 0.01 e 2 TeV per determinare una forma fenomenologica per la sezione d'urto inclusiva. Questa è stata usata assieme a recenti misure ad alta precisione dei raggi gamma e degli spettri di muoni singoli tra 0.002 e 50 TeV per derivare lo spettro primario dei nucleoni nella formaI(E)=I 0E-γ fino a un'energia primaria ≥100 TeV. I parametriI 0 e γ variano nell'intervallo 1.75┌2.7 e 2.63┌2.78 rispettivamente.

Резуме

Имеущиеся экспериментальные инклюзивные поперечные сечения для рождения отельных пионов и каонов в протон-протонных соударениях при энергиях падающих протонов в лабораторной системе коорлинат от 0.01 до 2 ГэВ используются для определения феноменологической формы для инклюзивного поперечного сечения. Эти результаты вместе с недавними измерениями спектров атмосферных гамма-лучей и отдельных мюонов в области от 0.002 до 50 ТэВ используются затем для получения спектра первичных нуклонов в видеI(E)=I 0E-γ вплоть до первичной энергии ≥100 ТэВ. ПараметрыI 0 и γ нзменяются соответственно в областях 1.75┌2.7 и 2.63┌2.78.

This is a preview of subscription content, access via your institution.

References

  1. (1)

    G. Brooke, P. J. Hayman, Y. Kamiya andA. W. Wolfendale:Proc. Phys. Soc.,83, 853 (1964).

    Article  Google Scholar 

  2. (2)

    I. Hoffman:Phys. Rev. D,15, 81 (1975).

    Google Scholar 

  3. (3)

    M. G. Thomson andM. R. Whalley:J. Phys. G,3, 97 (1977).

    Article  ADS  Google Scholar 

  4. (4)

    A. Badhwar, S. Stephens andR. L. Golden:Phys. Rev. D,15, 820 (1977).

    Article  ADS  Google Scholar 

  5. (5)

    A. D. Erlykin, L. K. Ng andA. W. Wolfendale:J. Phys. A,7, 2059 (1974).

    Article  ADS  Google Scholar 

  6. (6)

    L. V. Volkova andG. T. Zatsepin:XV International Conference on Cosmic-Ray Physics, Bulgaria, Vol.6, MN-1 (1977).

    Google Scholar 

  7. (7)

    M. G. Albrow, A. Bagchus, D. P. Barber, A. Bogaerts, B. Bosnjakovic, J. R. Brooks, A. B. Clegg, F. C. Erne, C. N. P. Gee, D. H. Locke, F. K. Loebinger, P. G. Murphy, A. Rudge andJ. C. Sen:Nucl. Phys.,73 B, 40 (1974), and other references quoted therein.

    Article  ADS  Google Scholar 

  8. (8)

    P. Capiluppi, G. Giacomelli, A. M. Rossi, G. Vennini andB. Bursiere:Nucl. Phys.,70 B, 1 (1974).

    Article  ADS  Google Scholar 

  9. (9)

    E. Yen:Phys. Rev. D,10, 836 (1974).

    Article  ADS  Google Scholar 

  10. (10)

    E. Amaldi, R. Biancastelli, C. Basic, G. Matthias, J. V. Allaby, W. Bartel, G. Cocconi, A. N. Diddens, R. W. Dobinson andA. M. Wetherell:Phys. Lett.,44 B, 112 (1973).

    Google Scholar 

  11. (11)

    Y. K. Balsurhamanyan andJ. F. Ormes:Ast. Phys.,186, 109 (1973).

    ADS  Google Scholar 

  12. (12)

    K. Maeda:Fortschr. Phys.,21, 113 (1973).

    Google Scholar 

  13. (13)

    K. C. Anand, R. R. Daniel andS. A. Stephens:Pramana,1, 1 (1973).

    ADS  Article  Google Scholar 

  14. (14)

    C. A. Ayre, J. M. Baxendale, C. J. Hume, B. C. Nandi, M. G. Thompson andM. R. Whalley:J. Phys. G,1, 584 (1975).

    Article  ADS  Google Scholar 

  15. (15)

    O. C. Allkofer, K. Carstensen andW. D. Dau:Phys. Lett.,36 B, 425 (1971).

    Google Scholar 

  16. (16)

    C. A. Ayre, J. M. Baxendale, J. Daniel, C. J. Hume, M. G. Thompson, M. R. Whalley andA. W. Wolfendale:Proceedings of the XIII International Conference on Cosmic Rays, Vol.3 (Denver, Colo., 1973), p. 1954.

    Google Scholar 

  17. (17)

    A. N. Amenova: Report of Nucl. Phys. Lab. Moscow, reference inXV International Conference on Cosmic Rays, Bulgaria, Vol.6, MN-6 (1977).

  18. (18)

    E. Juliusson:Proceedings of the XIV International Conference on Cosmic Rays, Vol.8 (Munich, 1975), p. 1679.

    Google Scholar 

  19. (19)

    N. L. Grigorov, V. E. Nesterov, I. D. Rapoport, I. A. Savenko andG. A. Skuridin:Soc. Journ. Nucl. Phys. (Yad. Fiz.),11, 588 (1058) (1970).

    Google Scholar 

  20. (20)

    M. J. Ryan, V. K. Balsubrahamanyan andJ. F. Ormes:Hobart Cosmic-Ray Conference Papers 1, paper OG 54, p. 173 (1971); and alsoPhys. Rev. Lett.,28, 985 (1972).

    ADS  Google Scholar 

  21. (21)

    S. Iida:Nuovo Cimento,26 B, 559 (1975).

    Google Scholar 

  22. (22)

    M. R. Krishnaswamy, M. G. K. Menon, V. S. Narasimham, S. A. Kawakami, S. Miyake andA. Mizohata:Proceedings of the XI International Conference on Cosmic Rays (Budapest), Acta Phys. (Hungary),29, Suppl. 4, 221 (1969).

    Google Scholar 

  23. (23)

    M. R. Krishnaswamy, M. G. K. Menon, V. S. Narasimham, K. Hinotani, N. Ito, S. Miyake, J. I. Osborne, A. J. Parsons andA. W. Wolfendale:Proc. Roy Soc.,223 A, S11 (1971).

    Google Scholar 

  24. (24)

    S. Miyake, V. S. Narasimham andP. V. Ramanamurthy:Nuovo Cimento,32, 1505 (1964).

    Google Scholar 

  25. (25)

    C. R. Paul andN. Choudhuri:Nuovo Cimento,37, 35 (1977).

    Google Scholar 

Download references

Author information

Affiliations

Authors

Rights and permissions

Reprints and Permissions

About this article

Cite this article

GhoshDastidar, M.R., Ghosh, B. & Choudhuri, N. Primary cosmic-ray nucleon spectrum from the atmospheric gamma-ray and muon data. Il Nuovo Cimento C 1, 439–449 (1978). https://doi.org/10.1007/BF02507670

Download citation

Keywords

  • Production Spectrum
  • Muon Flux
  • Kaon Production
  • Muon Spectrum
  • Nucleon Spectrum