Energy spectrum of cosmic-ray neutrinos in the atmosphere

Summary The energy spectrum of cosmic-ray neutrinos in the atmosphere has been calculated for the neutrino energy from 0.2 GeV to 10⁸ GeV by taking into account the results of p-p collision, p-nucleus collision, nucleus-nucleus collision, the energy spectrum of primary cosmic rays, momentum spectrum and charge ratio of cosmic-ray muons measured by MUTRON, and the production of prompt neutrinos in the decay of charmed particles. Our result on neutrino intensity is in good agreement with the result of Osborneet al. for the horizontal direction if their muon spectrum has been corrected, and also with the result of Volkova for the vertical direction except for the lower energies. For the horizontal direction the intensity of prompt muon-neutrinos exceeds that of muonneutrinos from the conventional processes at the neutrino energy of 10⁶ GeV and also the intensity of prompt electron-neutrinos exceeds that of electron-neutrinos from the conventional processes at the energy of 10⁵ GeV. The corresponding values for the vertical direction are 10⁵ GeV and 10⁴ GeV, respectively. In the energy region from 0.3 GeV to 3 GeV, the expected value for the ratio of intensity of electron-neutrino to that of muon-neutrino is obtained as 0.42±0.08 and this is excellent agreement with the experimental value 0.36±0.13 of NUSEX group.

---

Riassunto è stato calcolato lo spettro d’energia dei neutrini dei raggi cosmici nell’atmosfera per un’energia neutrinica da 0.2 a 10⁸ GeV tenendo conto dei risultati delle collisioni p-p, p-nucleo, nucleo-nucleo, dello spettro d’energia dei raggi cosmici primari, dello spettro dell’impulso e del rapporto di carica dei muoni dei raggi cosmici misurato da MUTRON e dalla produzione di neutrini pronti nel decadimento di particelle con charm. Il nostro risultato sull’intensità dei neutrini è in buon accordo con il risultato di Osborneet al. per la direzione orizzontale se il loro spettro muonico viene corretto, ed anche con il risultato di Volkova per la direzione verticale tranne che per le energie piú basse. Per la direzione orizzontale l’intensità dei neutrini muonici pronti è maggiore di quella dei neutrini muonici che derivano dai processi convenzionali ad energia neutrinica di 10⁶ GeV ed anche l’intensità dei neutrini elettronici pronti è maggiore di quella dei neutrini elettronici che derivano dai processi convenzionali all’energia di 10⁵ GeV. I valori corrispondenti per la direzione verticale sono rispettivamente 10⁵ e 10⁴ GeV. Nella regione d’energia tra 0.3 e 3 GeV, il valore atteso ottenuto per il rapporto tra l’intensità dei neutrini elettronici e quella dei neutrini muonici è 0.42±0.08 e questo è in accordo eccellente con il valore sperimentale 0.36±0.13 del gruppo NUSEX.

---

Ёнергетический спектр нейтрино космических лучей в атмосфере

Резюме Вычисляется Энергетический спектр нейтрино космических лучей в атмосфере для Энергий нейтрино от 0.2 ГЭВ до 10⁸ ГЭВ, учитывая р-р соударения, р-ядерные соударения, ядерно-ядерные соударения, Энергетический спектр первичных космических лучей, импульсный спектр и зарядовое отнощение мюонов космических лучей, измеренных с помошью МUTRON, и образование нейтрино в распадах очарованных частиц. Нащ результат для интенсивности нейтрино хорощо согласуется с результатом Осборна и др. для горизонтального направления, если их мюонный спектр является правильным, а также с результатом Волковой для вертикального направления, за исключением низких Энергий. Для горизонтального направления интенсивность мгновенных мюонных нейтрино превыщает интенсивность мюон-ных нейтрино из обычных процессов при Энергиях нейтрино 10⁶ ГЭВ. Йнтенсивность мгновенных Электронных нейтрино превыщает интенсивность Электронных нейтрино из обычных процессов при Энергии 10⁵ ГЭВ. Соответствуюшие величины для вертикального направления соответственно равны 10⁵ ГЭВ и ДО⁴ ГЭВ. В области Энергий от 0.3 ГЭВ до 3 ГЭВ ожидаемая величина отнощения интенсивностей Электронных нейтрино к интенсивности мюонных нейтрино составляет 0.42±0.08. Ёта величина прекрасно согласуется с Экспериментальным результатом 0.36±0.13, полученным группой