Simulation of atmospheric secondary hadron and lepton flux from satellite to underground experiments

Texte intégral

(1)Simulation of atmospheric secondary hadron and lepton flux from satellite to underground experiments M. Buénerd. To cite this version: M. Buénerd. Simulation of atmospheric secondary hadron and lepton flux from satellite to underground experiments. 2nd International Workshop on Matter, Anti-Matter and Dark Matter, Nov 2001, Trento, Italy. pp.1665-1674, �10.1142/S0217751X02011163�. �in2p3-00011701�. HAL Id: in2p3-00011701 http://hal.in2p3.fr/in2p3-00011701 Submitted on 22 Feb 2002. HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific research documents, whether they are published or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés..

(2)

(3) . !". .

(4) .

(5)

(6) !"!#$.

(7) !

(8) " # . #% &$ '( #% &$ '(. )

(9)

(10) *

(11) + , -+ %.

(12) , - &* + ( - & (. $% / #0 0 1 . #$ %&" '( & ) "" * " &'$ $ &$ +% ( , &, ' &$ &$. %, * " ) , , %&"- .' & () ' $ " ) / / $$ * ' " +% * $ &$ " * "$ $ ) "$ # 0#1 ' " &'.' &" && * ' ) / ) ' & ,' +% " $ ' %&" - 2 )( )' ' /, ) $ ) * ' $ $ ** ( ' %&" ( (, $ $ #" &' $ / 3 & +% "" %&" ' , %&" ) ' ( * ' $ &$ & & * ' && * * %&" / 45 $--.' & ' * ), '( & $6$ ! $ *$ & $, )' " ' &" ) & * '$ ", &$ .' 6 & * ' / ) + $ ' , * * ' " & ,"- ' $ & ' ' & * ' ' +% ) ()- .' ' & ) ( ' " * ' $ 3 +% ' " &' . . . . . 2.

(13)

(14) . 3. !". & . ' " &'$ +% , %&" ! "# $# .' $ "& ' &'$ & $ , (, ' & $ ' & &, * ' +% * $ $', &$ ' ( " $ & ' " & ," ) ' * ), .' $ &$ & $ ' $ ) ' "$ # +% 0#1 ' " &' ' & && ' " # +% $ " , && %" ' 2" &$- .' +% $ $$ $ )' ' $ "" )' && & $ $ ' " 7$ " .' * " &'$ $ $ $ $$ , ' $ ( " * " &' $', &$ & &, ' ' ",$ 6 $ " & ( &" ' , ",$ , $ $' $ &$ &$ &$ , $$ , ' , & 7 $ $ * $( & $ &"8 $ ) $ &$ & &, $ & $ ' " ) * $ ", # , ' ( &" * " &'$ $$ ( (, & , * $$( $ - $', &$ , , 8 .' && $' '* / $$ ' &$ & $ $ $ , ' " &'$ $$- .' ' 9 ,6$ 7$ ) )0 $'$ ,&'$ ' ( 1 . . .

(15) . ' ' $ ", +% * & '" $ "" * $$ ' $( & 7 $ $ && & * $' & $ $' ' ( & ' ( , - .' * ), & $ $ $ ) * ' $$ * ' ( $ &$ +% $$. - - - & $ * " ' : : $ )' , * # &$ " &'$ $ 0 ),' (, ( * ' "1 $ " &$( - .' $$ $ $ $ ) $ "& $ & , 9 * 0* )1 & $ 0$/)1 $, & $ &$(-.

(16)

(17) . !". ' ()* ) +), (

(18) -. 4. - --

(19) 5,' $ ) " , * " ' : : )' ; . - .) " ) $ "&" $ ' & $ . $ & , 7 6 /"$ .' *," " ' $ $$ " ' ' "& ( . . - -<- .' " &$ * ' ) / $ ( & +% '( ". , %&" )'$' , * " ' " $ & * ' " "$'"- .' +% $$ * ' &$ ' " ,' ' ( $ ' - .' " "$'" * & , $ ) ' ,' ' & & $ $ $' : : :

(20) :

(21) :

(22) 3 )' # , * "$ # 0 1 * $- .' / $ &$ * ", "= ) $ * ' " +% $$ - .' $ $ , (, ' & & *

(23) & $ ' " &' * ' "! $$ * ' ) / & ' & $ " ' " +% * ' 01 * 0 * ' +% ' " &'1 * ' " &' * " , ( .> ' 4 "" " &? * $$$ )' ! &"- .' $( & 7 $ $ ' $$ ) " 6 ( * ' *$ * " & & 6 , * & - 6 ' $ ' ,' ' $ ( " "" , 0 -@@ A$1- ' ? & $ ' * " &" * " ) - ' $ +% ' 01 & & $ $ $ : : $ B"', &' $ &' ) $$ - -- ' & " 6 * " ' #* &"8 *$ ) * ' $& * ' $( & $ $ : 3 : ) 6 * & " $ , ) A * )'$' , 6 $ - .' ) / , % ',' , )' , & < A % !#"# ! & # % . .' 6 & 7 * ' , ' & && $' ) ( ' , $ "& * & 0C$ &$"C1 ) ' ,.

(24)

(25) . -5. 10 10 10. -1. 1. 10. 10. -3 -4 -5. 2. 10. 1. 10. 10. 10 10 10. -3 -4 -5. Geomagnetic Latitude. -1. 1. 10. 10. 2. Kinetic Energy (GeV). -2. 10 10. -3 -4 -5. 10. 10. 10 10 10. -1. 1. 10. 10. 2. 10. 10. 10 4 10. 1. 3. 10 2. 10 10 10. -1 -2 -3 -4 -5. 2. 10. Kinetic Energy (GeV). -1 -2 -3 -4 -5 -1. 1. 10. 10. -1. 1. 10. 10. 1. 10. 10. 2. Kinetic Energy (GeV). 1 10 10 10 10 10. 10. Kinetic Energy (GeV). -1 -2 -3 -4 -5. 2. 10. Kinetic Energy (GeV). -1. 2. Kinetic Energy (GeV). 1.4 1.2 1 0.8 0.6. 0.5. 0. 1000. 2000. 3000. 4000. Number of crossings. 6 2. 1. 1 10. 1 10. 10 -1. 2. 10. -1. 1.5. 0. -5. Kinetic Energy (GeV). 1 10. 10. 10. -4. 10. 2. -2. 2. 10. -1. 10. -3. 2. flux (m sec sr MeV). flux (m sec sr MeV). 1 10. 10. 10 -1. -1. Kinetic Energy (GeV). -1. 10. -2. flux (m2 sec sr MeV)-1. -4. 10. -1. pitch angle (rad). 10. -3. flux (m2 sec sr MeV)-1. -1 -2. 1 10. -1. 10. 10. flux (m sec sr MeV). 10. -1. 2. -2. 1 10. 2. 10. -1. flux (m sec sr MeV). flux (m sec sr MeV). 1 10. 2. flux (m sec sr MeV). -1. & . -1. 5. !". 10. 0.4. 1. 0.2 0. 0. 0.2. 0.4. 0.6. 0.8. 1. 1.2 1.4 latiture (rad). )/ !- . .. , - ..

(26) / , -

(27) / % + -

(28) 7

(29) 6 #

(30) 89+29:. ",$ $ 7 01 - .' 6, - .' ( ) & $ ' $$ * $, ' , +% '$" ' A , * ' &$" * 9 - .' && && "&& 0 , (1 &$- B " * ,- ' ) ' $ & * ' , ( & & * ' " "&. )'$' && $ 6 ' 9 , - .' %& * ' ,( ' ,' ' & )'$' ' ) ' &$ &$' , 01 ' $ ( , ",$ &- ' & && &$ ) ' ( ' ' 8 -- * - )' " & * &$ !$ 0 (1 ' " &'- B ) ' ' ' " &' ' &$ $ &&- $ $ '( )' ' $$&$ ' ) ' ,.

(31)

(32) . !". ' ()* ) +), (

(33) -. 9. & , , * " ' && * ' ) ,' $ ' 6,- .' * ' & ) && &$ ' " ' && * $ 0, &$' , ) 1 " ' " & $ ' " * ' $$&$- .' && " 0 -D 1 ," )' ' * ' " & & * , ( & 0* &1-. +. e /e. -. % . .' +% * &$ " ) &, ( &$ & " , $ &$" ) ( * & = $ .' ( +% ( ( * " * ' 9 ) ' & , - .' 9 ) & $ ' $$ 6, - .' * ' " ' ) ' ' , $', "" ( * 9 $ " 7$ * ' 4 041 &$ * ' )' ' * ) &/, * ' & & $ $ ' & 7$ * '. 4. 2. 0. 0. 0.2. 1. 0.4. 0.6. -. e. 0.8. 1. Θ (rad). e. 6 3. +. )/ !- &

(34) *. ( & ( % . 10. -2. . !.

(35) 7 . . 10. 10. 10. *. / ! *. /. .

(36) . . -+ %. -4. 6 #

(37) 8;:. -2. -4. -1.5. *. *. -1. -0.5. 0. 0.5. 1. 1.5. East-West angle (rad).

(38)

(39) . ;. !". & . " &' -. 10. 10. -2. 10. 10. -4. 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Kinetic Energy per Nucleon (GeV/A). -1 2. -4. -6. 10 -2 10 10. -4. 2. 0.02. Flux (m sec sr). -2. -3. -1. 10. Flux (m sec sr MeV/A). 2. Flux (m sec sr GeV/A). -1. %% . .' &, $ ( ' %$ * " 8 $ "& * )' +% $ $ 0 ( " && " ' %&" $ 1 )' ' ", ' * " ' # +% * ", - .' && & % * %& ' *") / * ' $ $ $$ " )'$' ) $$ 9( * ' * )' , $$$ .' 6, < * )' ' %&" , &$" * 2 &$ ) & $ ' $$ - .' " +% ) ( ) & $ $$ , ' " " 06, < ,'1- .' $ ," ) $$ 0 ! &" ' $$ 1 * ) & & * ,' $ & ( , && ' ( * ' ' $ * ' && $'-. -6. 10 -2 10. 0.01. 10 10 0 0. 6 4. 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Corrected Geomagnetic Latitude. 0.6. -4. -6 -1. -1. 10 1 10 1 Kinetic Energy per Nucleon (GeV/A). <

(40) / !- &

(41) ( &( ¿ 1 , - . . =+ % & % ( <

(42) / % % . & % ( #/ $ &¾ 1( , - &

(43) ( =. &(+ . ¿ 1 , - ) .. % &¿ 1( , - . #. 6 #

(44) 8>:.

(45)

(46) . !". ' ()* ) +), (

(47) -. >. ' ( !)#* "#( "#( +, .' $$* & * ' & ) & &$ * $$, ' +% * $ " &'$ &$ / & " ( ( , , %&" & ," * ) %&"' . .' B4 #4 %&" , ' & # +% ',' %&"- ' %&" ' ) '( $ $ * ' " &'$ 3 & $ ' ,$$ +%- ,- ' ) ' # 3 +% B4 ,' )' ' && $ $ 0$(1. ' $$ ' & ) / 0' ,"1- .' +% %&$ * " ' " &&& ,6$ , ' ' ( * " ' & 9 && $'- .' ( * ' ' B4 0*1 #4 0"1 - , ,' ' ) ' &" * "" 0

(48)

(49) "1 * " B4 $ "& ' &" " ' - .' ," %$ $ )' ' &( 9 ' ), ' ' &$ & $ ' " &' " * ) ' , "$ /"$ && & - " & ' )( ' ' $$ & +% ' ,6$ (" ' * " ' " %&". & * ," $ %" - ( ' & +% ' A , $$ * ' * E F " +% , ,' ) ' , * ' 3 6$ $& * &$ $ ' , .' +% , $$ ' " . 6 5. . !- ? , - & ( <

(50) / <. ! *. 0 / #! 0 #/ 3>>@ ! * & 83@:( ) & ( &( ) % . & , -( . , - .A.

(51)

(52) . B. !". & . $ ' &&$( * %&" & !$ ' . .' " +% "" ,' )' ' "" $ ' " $ , * $ ( * , * ' $ &' " ,$ && $' * ' " &'$ & $ * & .' * "! "& $ ,, ' " &'$ )'$' & " % $$ * )'$' " ), * 9( & 0 )1 - .' !$ ' ( &( ) / , ( ' $ && $' 0 * ' $ %1, @ ' ) * &$ " $ ' #4 24. %&" * ,, * " , ( & <G /" $ " & )' ' " - .' ,' & ' ) ' * $$ " (- .' ," ) $$ ( , ' ,' ' , * * ' <G /" &$" * )'$' ' $$ ,6$ " ' %&" +% * ) , " ) A- .' *$ " ' ) , & * ' ( , - ' ' ' $ %, & . 6 9. <

(53) / !- &

(54) ( . . , - ! #!. - . % &+ ( #/ #

(55) - % .

(56)

(57) . !". ' ()* ) +), (

(58) -. C. ,' $ , * ' ( $ $ &" 6% ' ) , $ $$ )' , ,' $$$ * ' & $ $$- 2 )( ' $$$ ' " +$ ' $$ +% '% . * ' '( $$ ' ) & $ ' " )' , ,' $$$ ' , * ' && $' ' $$ * ' +%- .' $$ '( &* " & ' , * , ",$ $ ' * , &$ ) ' 8' 8"' '( $$ *$ * ' , $ - ' +% '( $$ ' $ * ' %, , %&"- .' '( $$ ' 4 "" * ' / / ( ' " $ & ' &? %&" -- " $ ' , , $ "& ' %&" (- ' $$ ' & $ , '( && %" / $$ , *$ * " ! ' ( & - .' &" * ' " ( * $$ ' ( $ * ' ) $ * ( 9 , ," )' ' &? ""- .' %&" & 01; - - 01; - G - $ "& ' ( ' " 01; -

(59) - 01; - H - @ . . . . . . . . . . . . - #* !) . "" ' ' ) ' ' " " $ ' & ) $$* $$ * ' $', &$ +% " ) ' , ",$ $ 7 * ' ' 0. 31 & 0 1 +% " ' " &' ) , (. ) ' , &? %&"- $$ $ , & $ * " &'$ & & ' "$ ( & * ' ' & ( & )* " * ", ' " &'$ +% * $ &$ * * %&" / 45 5. $--- ) * , 0/ >IJK1 %&"- $ &&$ ' (, * ' "$ , * #" &' $ $' ' "$'" ' "$ * & & * ' "$' ) , " / ' " &$ * , &'$ (.! /)$! .' ' ' $ 5- J " L , 5 B- B -L- 2, * ' '& ' && * ' /-.

(60)

(61) . 2@. !". & . &#!( . .

(62)

(63)

(64)

(65) ! "#$ !

(66) %% % "#$ ! ! &' # ! "#$ ! ()*+

(67)

(68) , ! "#$ !

(69)

(70) &' # ! "#$ ! - .,/ 01, &' # ! "#$ ! - .,/ 01 & 2# ' ! "#$ ! - .,/ 01 & 2# ' ! "#$ ! !"!#$ #% !$

(71) !& $!'##$ # !#$ '#(

(72) ( # ) '##$ #$ $

(73) ! 34

(74) 5 6578, ) #4# +)! & 2# ' "#$ ! ! 4 4

(75) & 2# ' ()

(76) )+ + 9 : +

(77) $ ;# 1 4 4

(78) &' # ! "#$ ! # '!

(79) #$ $( $

(80) !$# *

(81) + %# ,(!$ !#$ !

(82) !#$ 6 4 4

(83) 4 :

(84) #

(85) % 5 < :+=* 5 > =): ! & ( 5 =

(86) - #% ! .$ ! /#

(87) 0- 5?7& = 6( ! , &' # ! "#$ ! !"!#$ #% !$

(88) !& '#(

(89) !#$ # !#$ #% '##$ !$(

(90) ( '! #$ $

(91) ! 65 6

(92) 34

(93) 7 ;. #4# +)! , & " *#=: 1#& 2

(94) %, @ # ;#A = ? ()

(95) )+ + 9 : +

(96) * - @=* 5 = 4 :

(97) # 7

(98) ! "B

(99)

(100) 4# +)! " '2 , ) 73) ( :

(101) #

(102) < & #

(103) # & @ < A

(104) ! & @

(105) +=# & 0#( , % & ;#=#! & %, @ ;#'#

(106) & . . . . . . . .

(107). .

(108). .

(109)