Nová měření nepružného účinného průřezu proton-vzduch při √s=57 TeV z Pierre Auger Observatory

Účinný průřez představuje jednu ze základních veličin, která charakterizuje povahu srážek dvou částic. Jeho závislost zejména na energii charakterizuje i dynamiku srážky. Průběh této závislosti a její případné změny citlivě signalizují změnu mechanizmu srážek. Měření této veličiny v interakcích protonů kosmického záření s atmosférou tak, jak bylo provedeno na unikátní observatoři Pierra Augera, je metodicky i experimentálně velmi náročné. Dává však možnost získat představu o srážkách při energiích nedosažitelných na urychlovačích. Publikovaná práce podrobně rozebírá systematiku provedeného měření. Analýzou dat je získána hodnota 505 ± 22 (stat)-36 +²⁸(syst) mb (jednotka milibarn = 10^-31 m²). Za použití Glauberovy teorie je výsledek převeden na účinný průřez srážek proton-proton a porovnán s měřeními při nižších energiích (z dat experimentů na LHC při těžišťové energii 8 TeV). Měření je vzhledem k velikosti energie srážek a zejména přesnosti ojedinělé. Výsledek ukazuje, že projekt observatoře Pierra Augera významně přispívá k řešení problémů částicové fyziky zejména pro srážky částic s energiemi vyššími, než jsou maximální energie svazků dosahované v urychlovačových laboratořích. Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i. se podílel na výstavbě observatoře Pierra Augera a dnes naši fyzikové zajišťují její provoz a analýzu získaných dat.

Porovnání odvozeného inelastického účinného průřezu z dat observatoře Pierra Augera srážek proton-proton (označeno jako "This work") s předpověďmi modelů a s daty z urychlovačů.

¹Institute of Physics, Academy of Sciences of the Czech Republic, Na Slovance 2, 182 21 Prague 8, Czech Republic