The origin and nature of ultra high energy cosmic rays remains being a mystery. However, great progress has been made in recent years due to the observations performed by the Pierre Auger Observatory and Telescope Array. In particular, it is believed that the composition information of the cosmic rays as a function of the energy can play a fundamental role for the understanding of their origin. The best indicators for primary mass composition are the muon content of extensive air shower and the atmospheric depth of the shower maximum. In this work we consider a maximum likelihood method to perform mass composition analyses based on the number of muons measured by underground muon detectors. The analyses are based on numerical simulations of the showers. The effects introduced by the detectors and the methods used to reconstruct the experimental data are also taken into account through a dedicated simulation that uses as input the information of the simulated showers. In order to illustrate the use of the method, we consider AMIGA (Auger Muons and Infill for the Ground Array), the low energy extension of the Pierre Auger Observatory that directly measures the muonic content of extensive air showers. We also study in detail the impact of the use of different high energy hadronic interaction models in the composition analyses performed. It is found that differences of a few percent between the predicted number of muons have a significant impact on composition determination.

中文翻译：

---

根据淋浴器的介子含量确定宇宙射线的成分

超高能宇宙射线的起源和性质仍然是个谜。但是，由于皮埃尔·奥格天文台和望远镜阵列的观测，近年来取得了很大进展。特别地，据信作为能量的函数的宇宙射线的组成信息对于理解其起源可以起基本作用。最佳质量组成的最佳指标是大范围空气淋浴器的μ子含量和最大淋浴器的大气深度。在这项工作中，我们考虑了一种最大似然方法，该方法可根据地下μ子探测器检测到的μ子数量执行质量成分分析。这些分析基于淋浴的数值模拟。通过专用模拟将考虑到探测器引入的效果和用于重建实验数据的方法，该模拟将输入的模拟阵雨信息用作输入。为了说明该方法的使用，我们考虑了AMIGA（地面阵列的Auger Muons和Infill），它是Pierre Auger天文台的低能量扩展部分，可直接测量大范围的空气淋浴的音乐含量。我们还将详细研究在进行成分分析时使用不同的高能强子相互作用模型的影响。已经发现，预计的μ子数之间的百分之几的差异对成分确定有重大影响。为了说明该方法的使用，我们考虑了AMIGA（地面阵列的Auger Muons和Infill），它是Pierre Auger天文台的低能量扩展部分，可直接测量大范围的空气淋浴的音乐含量。我们还将详细研究在进行成分分析时使用不同的高能强子相互作用模型的影响。已经发现，预计的μ子数之间的百分之几的差异对成分确定有重大影响。为了说明该方法的使用，我们考虑了AMIGA（地面阵列的Auger Muons和Infill），它是Pierre Auger天文台的低能量扩展部分，可直接测量大范围的空气淋浴的音乐含量。我们还将详细研究在进行成分分析时使用不同的高能强子相互作用模型的影响。已经发现，预计的μ子数之间的百分之几的差异对成分确定有重大影响。我们还将详细研究在进行成分分析时使用不同的高能强子相互作用模型的影响。已经发现，预计的μ子数之间的百分之几的差异对成分确定有重大影响。我们还将详细研究在进行成分分析时使用不同的高能强子相互作用模型的影响。已经发现，预计的μ子数之间的百分之几的差异对成分确定有重大影响。