Содержание к диссертации
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 5
Глава I МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ И ОБЗОР ЭКСШШМЕНТАЛЕНЫХ РАБОТ ПО ИЗМЕРЕНИЮ СООТНОШЕНИЙ ПОТОКОВ И
абсолютных: ИНТЕНСИВНОСТЕЙ АДРОНОВ В АТМОСФЕРЕ 9
1 Методика измерений 9
2 Влияние отбора событий на величину соотношения
адронных компонент космического излучения 15
3 Обзор экспериментальных данных 20 .
а. Экспериментальные данные по измерению отношения
пионов к протонам прямым методом 20
б. Экспериментальные данные по измерению отношения
потоков заряженных и нейтральных адронов 22
в. Экспериментальные данные по измерению абсолютных
интенсивностей потоков адронов на высотах гор.... 26
ВЫВОДЫ 29
Глава II ХАРАКТЕШСТИКИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПИОНОВ И ПРОТОНОВ В ВЕЩЕСТВЕ ИСКРОВОГО СПЕКТРОМЕТРА, ПОЛУЧЕННЫЕ НА
УСКОРИТЕЛЕ У-70 31
1 Выбор трекового детектора для экспериментальной
установки 31
2 Экспериментальная установка 32
3 Состав пучка вторичных частиц на ускорителе ИФВЭ. .36
4 Экспериментальные результаты по сравнению харак
теристик взаимодействия пионов и протонов с ве
ществом спектрометра 38
а. Энергетическая калибровка искрового спектрометра..38
б. Геометрическая точность восстановления траектории
частиц по картине ливня в искровом спектрометре ^4
в. Определение поправки на вероятность электромагнит
ного взаимодействия в свинцовом фильтре 44
ВЫВОДЫ .. 47
Глава III ПАРАМЕТРЫ АДРОННЫХ ЛИВНЕЙ В ИСКРОВОМ СПЕКТРОМЕТРЕ.... 48
1 Изометрическая точность заряженных и нейтраль
ных адронов 48
2 Энергетическое разрешение искрового спектрометра 51
3 Угловая эффективность регистрации частиц в ливне..... 53
4 Размеры адронных ливней 55
ВЫВОДЫ 58
Глава ГУ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СООТНОШЕНИЯ ПОТОКОВ ПИОНОВ И ПРОТОНОВ, АБСОЛЮТНЫХ ИНТЕНСИВНОСТЕЙ ПОТОКА НЕЙТРОНОВ И ПОЛНОГО ПОТОКА АДРОНОВ НА ВЫСОТЕ 2000 М НАД
УРОВНЕМ МОРЯ 60
1 Описание экспериментальной установки, блок-схема,
система фотографирования 60
2 Отбор событий и их геометрическая обработка 64
3 Определение энергии адронов 68
4 Экспериментальные результаты 69
5 Соотношение потоков пионов и протонов 70
6 Интенсивность потока нейтронов и полного потока
адронов на глубине атмосферы 800 г/см2 73
а. Определение геометрического фактора
установки 73
б. Интенсивности потока нейтронов и полного
потока адронов 74
_ 4 -
7 Оценка погрешностей в величинах измеренного отно
шения потоков пионов и протонов 80
ВЫВОДЫ 82
Глава У ОБСЛЩЕНЙЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕНЕНИЙ 84
1 Решение уравнения диффузии пионов в атмосфере 84
2 Характеристики частиц сопровождения в потоке
адронов 87
3 Сравнение с другими экспериментальными данными 96
а. Соотношение потоков пионов ж протонов 96
б. Абсолютная интенсивность адронного потока .........98
ВЫВОДЫ .....101
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ДОЗ
ЛИЇЕРАТУРА J06
Введение к работе
Экспериментальное изучение состава и абсолютной интенсивности потоков адронов высокой энергии (.> ICr эВ) в глубине атмосферы имеет большое значение для физики космических лучей. Это связано с тем, что соотношения различных компонент адронных потоков и их интенсивности в атмосфере определятся основными характеристиками взаимодействия нуклонов с ядрами атомов воздуха-энер-гетическим спектром рождающихся пионов и их множественностью /I, 2/. Если пионы составляют значительную часть полного потока адронов и их легко можно отделить от нуклонов, появляется принпи-пиальная возможность изучения характеристик пион-ядерных взаимодействий при высоких энергиях. Хотя изучение состава и интенсивности адронной компоненты космического излучения ведется более 20 лет, использование новой или более совершенной методики, позволяет пересмотреть и уточнить экспериментальные данные, полученные ранее. Одним из наиболее распространенных методов исследования адронных потоков в области энергий в несколько сотен ГэВ является предложенный Н.Л.Григоровым (5) метод ионизационного калориметра. Обладая целым рядом достоинств (большая светосила, высокое энергетическое разрешение), этот метод имеет и существенные недостатки, связанные с ограниченным пространственным разрешением и отсутствием надежных энергетических калибровок.
В диссертации излагаются результаты исследования энергетической зависимости отношения потоков пионов и протонов в интервале энергий ( 100 * 300 ) ГэВ и абсолютной интенсивности адронной компоненты в области энергий (70 * 700) ГэВ. Основу диссертации составляет экспериментальный материал, полученный на высокогорной станции Нор-Амберд (Армения, высота 2000 м над уровнем
моря или 800 г/см ^ глубина атмосферы) и на пучках вторичных час-
твд Серпуховского синхротрона.
Соотношение потоков пионов и протонов определялось по измеренным числам заряженных и нейтральных адронов известной энергии и расчетному отношению потоков протонов и нейтронов.
В настоящей работе впервые для регистрапии потока адронов космического излучения создана установка - искровой спектрометр, в которой в качестве детекторов частиц использованы трековые приборы - широкозазорные искровые камеры. Применение трековых приборов привело к существенному (почти в 10 раз) улучшению пространственного разрешения. Проведенное наряду с этим подробное изучение свойств спектрометра в пучках частиц Серпуховского ускорителя позволило свести к минимуму методические погрешности при измерении потоков космических адронов.
Надежность полученных в диссертации экспериментальных результатов дает возможность использовать их в расчетах прохождения первичного космического излучения через атмосферу. При этом можно выбрать адекватную модель взаимодействия адронов с ядрами воздуха в области более высоких энергий.
Диссертация состоит из пяти глав. В главе I дается описание методики измерений, обзор экспериментальных результатов по измерению соотношения потоков пионов и протонов, заряженной и нейтральной адронных компонент, абсолютных интенсивностей адронов, рассмотрено влияние отбора событий на величину измеряемых потоков. Глава II посвящена изучению сравнительных характеристик взаимодействия пионов и протонов, полученных на ускорителе в Серпухове ( У-70 ). В главе III приводятся параметры адронных ливней в искровом спектрометре. В главе ІУ приводятся результаты измерений отношения потоков пионов и протонов, абсолютные интенсивности ней-
тронов и полного потока адронов. В главе У обсуждаются результа- . ты измерений.
Основные результаты диссертации опубликованы в следующих статьях:
1. Алакоз А.В., Васильева Л.Ф., Васильев П.С, Корепкий В.П.
Лакаев B.C., Шмелева А.П.
Градуировка искрового спектрометра пионами с энергией (27-65) ГэВ.
Международная конференция по аппаратуре в физике высоких энергий, т. 2, 1970 г. стр. 797-799.
Изв. АН.СССР сер. физ. т. ШУ В 10, 1971 г. стр.2176-2179.
2. Алакоз А.В., Васильев П.С., Васильева Л.Ф. .Шмелева А.П.
Сечение пионизации ядер углерода адронами с энергией 100 * 300 ГэВ
Изв. АН СССР сер. физ. т. ШУ Ж0Д97І, стр.2069-2072
3. Алакоз А.В., Васильева Л.Ф., Васильев П.С ,Коленцева И.А.
Козодаева О.Н., Корепкий В.П., Лакаев B.C., Шмелева А.П.,
Характеристики взаимодействия пионов и нуклонов с ядрами углерода
и алюминия в интервале энергий от 30 до 300 ГэВ.
Изв. АН СССР сер. физ. т. ШУ, 1 8,1972 г. стр. I78&-I787.
4. Васильев П.С, Васильева Л.Ф., Козодаева О.М., Конова
лов СП., Шмелева А.П. Соотношение потоков пионов и протонов на
высоте 2000 метров над уровнем моря в области энергий 100-300 ГэВ
Препринт ФИАН СССР J6 35 1981 г. стр. 22.
5. А. P. Shwe&is*, P.g. Vazzifrer, /-.F.Vctb&iAevcL
Материалы, изложенные в диссертации, докладывались на Международной конференции по аппаратуре в физике высоких энергий (Дубна, 1970 г.), Всесоюзных конференциях по космическим лучам (Москва 1970 г. Самарканд 1975 г.), на Международной конференции по космическим лучам (Бангалор 1983 г.) на научных семинарах в ФЇЇАН СССР, НИИ ЯФ МГУ.
