Автореферат (1104546), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Л.Г. Деденко, А.В. Глушков, В.А. Колосов, М.И. Правдин,Т.М. Роганова, И.Е. Слепцов, Г.Ф. Федорова, Е.Ю.Федунин, Д.А. Подгрудков «Интерпретация откликовдетекторных станций от гигантского атмосферного ливняс учетом магнитного поля Земли», Известия РАН, сер.физическая, 2004 г, т. 68, № 11, с.1640-1642.2.L.G.Dedenko,G.F.Fedorova,E.Yu.Fedunin,D.A. Podgrudkov, A.V. Glushkov, V.A. Kolosov, M.I.Pravdin, T.M. Roganova, I.E Sleptsov «Energy estimation ofinclined air showers with help of detector responses», Nuclear9Physics B (Proceeding Supplements of Cosmic RayInternational Seminar), 2004, N136, pp. 12-17, Catania, Italy.3.L.G. Dedenko, G.F. Fedorova, D.A. Podgrudkov, V.I.
Galkin,T.M. Roganova, G.P. Shoziyoev, M.I. Pravdin, I.E. Sleptsov,V.A. Kolosov, A.V. Glushkov, S.P. Knurenko «A calibrationof energy estimates of giant air showers with help ofCherenkov radiation», Proceeding Supplements of 29thInternational Cosmic Rays Conference, 2005, N 7, p.219-222,Pune, India.4.Л.Г. Деденко, Т.М. Роганова, Г.Ф. Федорова,Е.Ю. Федунин, Д.А. Подгрудков, Г.П. Шозиеев«Калибровка энергии гигантских атмосферных ливней сиспользованием черенковского и флуоресцентного света»,Ядерная физика, 2007, т.70, №10, с.1806-1811.5.Л.Г. Деденко, Т.М.
Роганова, Г.Ф. Федорова,Е.Ю. Федунин, Д.А. Подгрудков, Г.П. Шозиеев «Методыполучения оценок энергии широких атмосферныхливней», Известия РАН, сер. физическая, 2007, т. 71, ном.4, с. 470-472.6.L.G. Dedenko, T.M. Roganova, G.F. Fedorova, E.Yu.Fedunin, D.A. Podgrudkov, G.P. Shoziyoev «New estimatesof energy of giant air showers observed at the Yakutsk array»,Nuclear Physics B (Proceeding Supplements of Cosmic RayInternational Seminar), 2007, N165, p.27-32., Catania, Italy.7.L.G.Dedenko,G.F.Fedorova,E.Yu.Fedunin,D.A.
Podgrudkov, G.P. Shoziyoev «Various approaches ofenergy estimation of giant air showers», Proceedingsupplements of the 14th International Seminar «QUARKS2006», 2007, v. 2, p. 333-340.8.Л.Г. Деденко, Д.А. Подгрудков, Т.М. Роганова,Г.Ф. Фёдорова «Электронно-фотонные каскады в областисверхвысокихэнергий»,ВестникМосковскогоуниверситета, 2008 г., №3, с.26-32.109.Л.Г. Деденко, Д.А.
Подгрудков, Т.М. Роганова,Г.Ф. Фёдорова,Г.П.Шозиёев«Расчётфункцийпространственного распределения черенковского светаШАЛ в рамках многоуровневой схемы», ВестникМосковского университета, 2008 г., №4, с. 6-11.10. Л.Г. Деденко, Н. Иноуе, Д.А. Подгрудков, Т.М. Роганова,Г.Ф. Фёдорова «Пространственно-временная структурасигналов в сцинтилляционных детекторах широкихатмосферных ливней», Известия РАН, сер.
физическая,2009 г., т. 73, № 5, с. 639-641.11. Л.Г. Деденко, А.В. Глушков, С.П. Кнуренко,И.Т. Макаров, М.И. Правдин, Д.А. Подгрудков, И.Е.Слепцов, Т.М. Роганова, Г.Ф. Фёдорова «Оценки энергиисамого мощного широкого атмосферного ливня,наблюдённого на Якутской установке», Письма в ЖЭТФ,2009 г., т. 90, вып. 11, с. 787-792.12. Д.А. Подгрудков, Л.Г. Деденко, Т.М.
Роганова,Г.Ф. Фёдорова «Пространственно-временная структураимпульсов в детекторах черенковского света от широкихатмосферных ливней», Вестник МГУ, 2010 г., №2, с. 7981.Структура диссертацииДиссертация состоит из пяти глав, введения, спискалитературы. Диссертация насчитывает 134 страницы, 51иллюстрацию и 6 таблиц. Список литературы содержит 87ссылок.СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИВо введении обосновывается актуальность темы, излагаетсяцель работы.
Указан личный вклад автора в работу, краткоизложены основные результаты, новизна, научная ценностьработы.11В первой главе диссертации дан обзор литературы поосновным экспериментам по регистрации ШАЛ высоких энергий(Якутск, AGASA, HiRes, Auger, TA/TALE) и противоречиям вполученных результатах. Так, эксперимент AGASA противоречитгипотезе ГЗК о высокоэнергетическом обрезании спектракосмических лучей в области энергии E > 1019 эВ; экспериментHiRes, напротив, наблюдает резкое укручение спектра врассматриваемой области; эксперимент Auger подтверждаетрезультаты HiRes; данных Якутского эксперимента в даннойобласти недостаточно для однозначного вывода. Относительноприроды первичных частиц КЛ в этой области энергий также нетединого мнения: эксперименты AGASA и HiRes наблюдаютлёгкий первичный состав космических лучей, Auger, напротив,наблюдает тяжёлые ядра. Рассмотренные экспериментыоснованы на различных методах регистрации ШАЛ: позаряженной компоненте, по излучению Вавилова-Черенкова ифлуоресцентному свету.
В гибридном эксперименте TelescopeArray (флуоресцентные телескопы и наземные тонкиесцинтилляционные детекторы) наблюдается различие междурасчётными и экспериментальными данными: оценка энергииШАЛ, полученная сравнением данных сцинтилляционныхдетекторов с расчётом, на 27% выше оценки энергии ШАЛ,полученной сравнением данных флуоресцентных телескопов срасчётными ливнями.Во второй главе приведены результаты расчётов импульсовсигналов в сцинтилляционных детекторах Якутской установки отвертикальных ливней от первичных протонов высокой энергии(1018 – 1021 эВ) в рамках пакетов CORSIKA 6.500 и GEANT4методом Монте-Карло с весами. Приведены импульсы сигналов вприближении полубесконечного детектора для различныхрасстояний от оси ливня (100, 600, 1000, 1250 и 1500 м) и ихинтегральные характеристики.
На рис. 2 приведён примерполученного импульса. Получены оценки времени сбора 95%сигнала детектором на разных расстояниях от оси ливня.Показано, что это время составляет 100 нс (100 м от оси ливня),1,1 мкс (600 м от оси ливня), 2 мкс (1 км от оси ливня) и 2,5 мкс12Рис. 2.
Импульс сигнала в сцинтилляционном детекторе на расстоянии600 м от оси вертикального ливня от первичного протона с энергией1020 эВ. Сигнал суммировался в бинах по 50 нс.(1,5 км от оси ливня) при 1018 эВ, и растёт с энергией до 0,1, 1,7,2,5 и 3,5 мкс (на соответствующих расстояниях от оси ливня) приэнергии 1020 эВ. Также в данной главе рассмотрена формапереднего фронта ШАЛ в сравнении с экспериментальнымиданными (за передний фронт принимался момент прихода первойчастицы на данное расстояние от оси ливня).
Получена новаяаппроксимация формы переднего фронта степенной функцией:σ = aRbгде параметры a и b зависят от энергии следующим образом:a (9,2 4,0) 10 5 (4,2 2,0) 10 6 lg( E / 1эВ)b (0,8 0,4) (7,4 1,9) 10 2 lg( E / 1эВ)Та же процедура проведена для заднего фронта ливня (зазадний фронт ливня принимался момент сбора 95% всегосигнала, выделенного в детекторе на данном расстоянии от осиливня).В третьей главе описывается процедура получения функцийпространственногораспределенияизлученияВавилова13Черенкова (ФПРИВЧ) от вертикальных ШАЛ высокой энергии(1018 – 1020 эВ) в рамках модернизированной многоуровневойсхемы. Данная схема расчёта, основанная на идее [26], являетсяразвитием пятиуровневой схемы [27], и позволяет учестьосновные флуктуации в развитии ливня, существенно сокращаяпри этом время счёта.
Основная идея многоуровневой схемысостоит в замене повторяющихся расчётов каскадов от частицнизкой энергии, во множестве встречающихся в ливне,подстановкой к ним заранее насчитанных ФПР или иныхраспределений (например, по энергии или по углу). В ливне отчастицы с энергией E0 = 1019 эВ частиц с энергией E < Ethr (10ГэВ) образуется E0 / Ethr ~ 1010 шт, что больше числа ливней отчастиц малой энергии, разыгрываемых для создания полной базыливней малой энергии в рамках многоуровневой схемы.
В главеподробно описывается данный метод моделирования ШАЛ наФункции пространственного распределения излучения ВавиловаЧеренкова для вертикальных ливней от протона с энергиями 10 18, 1019 и1020 эВ. Экспериментальные данные Якутской установки показаныкружками (1018 эВ) и квадратами (1019 эВ) [9].Рис.3.14примере расчётов с использованием пакета CORSIKA: расчётбазы ливней от частиц малой энергии, расчёт функций источника,учёт рассеяния частиц в функции источника. Приводятсярезультаты расчётов для Якутской установки, хорошосогласующиеся с экспериментальными данными (см.
рис. 3).Также получена связь плотности фотонов излучения ВавиловаЧеренкова на расстоянии 400 м от оси ливня (Q400) с энергиейпервичной частицы. На основе этого соотношения полученаоценка энергии ливня по параметру Q400, согласующаяся впределах ошибок с оценкой, принятой в эксперименте.В четвёртой главе приведены результаты расчётовимпульсов излучения Вавилова-Черенкова от вертикальныхШАЛ высокой энергии (1017 – 1020 эВ).
Расчёты проводились врамках модернизированной многоуровневой схемы для условийЯкутскойустановки.Длярешенияэтойзадачимодернизированная многоуровневая схема была расширена наслучай расчётов пространственно-временных распределений. Вглаве подробно рассмотрена процедура учёта задержки приходаливня на уровень наблюдения и метод учёта времени прирасчётах базы ливней малой энергии и функций источника,позволяющие существенно упростить расчёт и исключитьнеобходимость интерполяции по времени при расчёте итоговогопространственно-временногораспределения.Далее,дляразличных расстояний от оси ливня (100, 400, 600 и 1000 м)приведены полученные в расчёте импульсы излучения ВавиловаЧеренкова от вертикальных ШАЛ от первичных протоноввысокой энергии (1017 – 1020 эВ) и их интегральныехарактеристики.
Пример полученного импульса приведён на рис.4. Показано, что в пределах расстояний R < 1 км от оси ливнявесь импульс излучения Вавилова-Черенкова собирается за времяменее 750 нс. Рассмотрена форма «переднего» и «заднего»фронтов черенковской компоненты ШАЛ (за передний фронтпринимался момент сбора 5% от всего попавшего на детекторизлучения, за задний – 95% от полного сигнала). Полученыкоэффициенты аппроксимации фронта степенной функцией.В пятой главе приведены результаты оценивания энергии 4крупнейших ливней, зафиксированных на Якутской установке, поразличным компонентам ШАЛ (сигналов в сцинтилляционныхдетекторах частиц, мюонов, ИВЧ). Расчёт выполнен в рамках15Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
