Simulation of Lateral Distribution Functions of Gamma-Ray Showers: Classical Versus Modified Models for Proton-Induced Showers

الملخص

تتناول هذه الدراسة تحسين تمييز زخات أشعة كاما عن الزخات البروتونية في الأشعة الكونية باستخدام نمذجة دالة التوزيع الجانبي (LDF). على الرغم من التطبيق الواسع لدالة NKG الكلاسيكية على الزخات الكهرومغناطيسية، إلا أن الزخات الهادرونية تتطلب منهجيات أكثر تطورًا بسبب محدودية النماذج التقليدية. تم في هذا العمل مقارنة ثلاثة نماذج لدوال التوزيع الجانبي: دالة NKG الكلاسيكية، ونموذج قائم على معاملات مستخلصة من محاكاة AIRES، وصيغة معدلة حديثة لدالة NKG. شملت الدراسة محاكاة زخات هوائية بطاقة تتراوح بين (10¹⁵ و 10¹⁸و 10²⁰) إلكترون فولت وزوايا سمتية مقدارها ( 0درجة و15درجة و25درجة) باستخدام نماذج التفاعل الهادروني QGSJET-II-04 و EPOS-LHC. أظهرت النتائج تفوق النموذج المعدل على النموذج الكلاسيكي في تحسين قدرة الفصل بين أشعة كاما والبروتونات، ويعزى ذلك إلى وصفها الأكثر دقة لتوزيع الجسيمات الثانوية، خاصة في المناطق الطرفية الخارجية للزخات. تمتلك هذه النتائج تطبيقات مهمة في مراصد الجيل القادم مثل مصفوفة تلسكوبات شيرينكوف (CTA)، حيث يمكن لتحسين معاملات دالة التوزيع الجانبي أن يعزز حساسية الكشف عن أشعة كاما فائقة الطاقة. تُشكّل هذه الدراسة أساسًا لتحسينات مستقبلية تعتمد على تعلم الآلة في إعادة بناء دوال التوزيع الجانبي وتحليل زخات النوى الذرية.