Характеристики потока первичных космических лучей в области энергий 10 ТЭВ на частицу Зацепин, Виктор Иванович

Введение к работе

Диссертация посвящена экспериментальному исследоваиир энергетических спектров космических лучей в области энергий >^ 10 ТэВ/частипу. Опа содержит описание эксперимента, выполненного в стратосфере на средней глубине II г/см², В эксперименте били измерены спектры основних групп ядер первичного космического излучения.

Работа выполнена в соответствии о планом научно-иссле-довательоких работ НИИЯФ МГУ по тепе: "Исследование косми-ческого излучения при помощи рентген-эмульсиошшх камер" (государственный регистрационный номер тема 78063897).

Актуальность темы

Эта тема является одной из основных тем экспериментальных исследований в физике кооыичеоких лучей. Такие исследования имеют целью выяснение физических условий в космическом пространстве и все еще сохраняют важное значение для физики элементарных частиц. Актуальность таких ис-следовшшй связана прежде всего с вкясненпем природи, и о--точников космических лучей, механизмов их ускорения и распространения. Сравнение спектров первичних космических лу-чеЕ (ІШЛ) и спектров вторичных компонент всегда было в фи-еике космических лучей одним из основных каналов для получения и проверки информации о характеристиках взаимодействий адрон - ядро и ядро - ядро во фрагментационной области. Наконец, надежные прямые данные по химическому составу в области энергий ІСг -1Сг⁴ эВ важны для калибровки косвенных методов, используемых в области сверхвысоких энергий (>Л0¹⁵ эВ).

Цель работы

Целью работы било экспериментальное исследование энергетических характеристик протонной и ядерної! (^. 2) компонент первичных космических лучей в области .> Ю ТэВ на частицу. Для достижения этой цели на висотних автоматических аэростатах экспонирозялись эмульсионные камеры. Все обнаруженные в камерах касгсады біда разделены на группы по природе образовавших их первична частиц: протонов, ядер гелия, ядер с зарядом 1 = 6 - 9 (!Л - группа), ядер с заря-

дои IOsSK-J 19 (1! - группа), ядер с зарядом 2^ 20 ( VW -группа). Для каздой группы каскадов измерены интенсивности и показатели спектров.

Дня определения заряда частиц использовались ядерные эмульсии, а энергия частиц определялась по рентгеновским пленкам.

На защиту внносятся:

1. Опнт проведения крупномасштабного эксперимента в стратосфере на глубине II г/см для измерения энергетических спектров и химического состава ПКЛ эмульсионной методикой.

2. Практическая разработка эмульсионного метода изучения химического состава ШШ для области энергий >, 10 ТэВ на частицу.

3. Информация об интенсивностях и спектральных индексах основных групи ЇЇКЯ в области энергий > 10 ТэВ на частицу.

4. Результаты исследования методической надежности измерений характеристик протонного спектра фотометрическим методом.

5. Указание на отличие показателя спектра протонов ІЩ в области энергий , 10 ТэВ от обычно принимаемых значений 1,6-1,7.

6. Указание на различие показателей степени первичных протонов и остальных ядер ПКЛ в области энергий 10 ТэВ на частицу.

Новизна основних результатов диссертации

Автором развито новое направление - использование эмульсионной методики для исследования энергетических спектров и химического состава ГШ в области энергий > 10 ТэВ на частицу.

В диссертации:

1, Практически разработан новый метод исследования хими
ческого состава ПКЛ для области энергии > 10 ТаВ на частицу,
обладающий удовлетворительны-! разрешением по заряду 2 и
энерговыделению JF f и позволяющий создавать установки о
наибольшей для заданного веса геометрической эффективностью.

2. Получены новые экспериментальные данные об энергети
ческих спектрах основных групп первичных космических лучей

в области энергий .>, 10 ТэВ на частицу.

3, Получено указание на отличие показателя протонного
спектра в области энергий > 10 ТаВ от обычно принимаемых
значений 1,6-1,7.

4. Получено указание на отличие показателя спектра
протонов от показателя спектра остальных ядер ПКЛ в облас
ти энергий > 10 ТэВ на частину.

Научная и практическая ценность работы

Научную и практическую ценность работы составляют:

7. Опыт проведения крупномасштабного эксдершенга в стратосфере на высоте 32 їм для измерения энергетических спектров и химического состава основних груїш ПКЛ.

8. Простой и надеяный метод исследования химического состава ПКЛ для области энергий > 10 ТэВ на частицу, в котором для измерения заряда используются ядерные пленки, а для поиска событий и измерения анергии - рентгеновские пленки. Метод позволяет создавать установи! с наибольшей для заданного веса геометрической эффективностью. Развитая методика свободна от влияния "обратного тока", являющегося серьезным мешающим <|актором для установок калориметрического типа, использующих в качестве детекторов сцинтвлляцион-ные и ненаправленные черепковские счетчики.

9. Экспериментальные данные об энергетических спектрах протонов, ядер гелия и ядер групп М, Ни VH для области энергий } 10 ТэВ на частицу.

10. Опыт использоваття ядерных пленок для измерения анергии каскадов фотометрическим методом.

11. Возможность учета полученной информации при плакировании новых экспериментов.

Вклад автора

Автор принимал участие на всех этапах работы, включая разработку конструкции камеры, контроль за изготовлеігаєм, организацию и осуществление полетов на высотных автоматических аэростатах, подбор и эвакуацию аппаратуры.

Лично автором предложен новый метод исследования химического состава ПКЛ, а газоне ряд процедур, сделавших возможным практическое использование этого метода:

- использование рентгеновского источника для первичной

координатной привязки регистрирующих слоев камеры?

использование линий разреза в качестве координатных осей;

использование многозарядных релятивистских ядер для точной координатной привязки регистрирующих слоев;

некоторые усовершенствования фотометрического метода измерения анергии (введение в практику аппаратурной функции фотометра, указание на энергетическую зависимость разрешения).

Анализ экспериментальных данных выполнен либо лично автором, либо под его руководством. Большая часть работ по теме диссертации подготовлена и написана автором.

Апробация работа

Основные результаты настоящей работы представлялись и докладывались на Всесоюзних конференциях по космическим лучам в Якутске (IS85 г.), Алма-Ате (I98S г.), Международных конференциях по космический лучам в Пловдиве (1977 г.), Киото (1979 г.), Париже (1981 г.), Бангалоре (1983 г.), Ла-Хойя (1985 г.), Москве (1987 г.), 5-ом международном симпозиуме по взаимодействиям космических лучей высокой энергии в Лодзи (ПИР, 1988 г.), на сеосиях отделения ядерной физики АН СССР, на научных семинарах в ЩШК5 МГУ, ШН ССОР, ИЯИ АН СССР,

Публикации

Основные результаты диссертации опубликована в 17 работах. Список этих работ приведен в конце автореферата. Полный список печатных работ с участием автора дисоертацаи содержит 70 найменований.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. В конце каждой главы (кроме первой) приводятся краткие выводи. Объем диссертации составляет 323 страницы, в том чиоле 122 рисунка и 49 таблиц. Список литературы включает 308 найменований.

Похожие диссертации на Характеристики потока первичных космических лучей в области энергий 10 ТЭВ на частицу

Энергетический спектр суммарного потока ядерной компоненты космических лучей в области энергий 10-10 ЭВ по данным измерений на ИСЗ "Космос-1543" и "Космас-1713"Яшин, Иван Васильевич

Феноменологические характеристики широких атмосферных ливней с числом частиц 107-108 на уровне моря и массовый состав первичных космических лучей при энергиях 1017-1018 эВХорхе Котсоми Палета

Энергетический спектр и ядерный состав первичных космических лучей в области энергий 10 - 10 ЭВКуликов, Герман Викторович

Исследование спектра широких атмосферных ливней по числу мюонов высокой энергии в области энергий первичных космических лучей 10^15 - 10^17 эВ Новосельцев Юрий Федорович

Распространение частиц сверхвысоких энергий в галактике и интерпретация экспериментальных данных по анизотропии космических лучей с E/0>10 эВ Михайлов Алексей Алексеевич

Аномальные явления и флуктуации в процессах взаимодействия частиц и ядер при высоких и сверхвысоких энергияхЛебедев, Игорь Александрович

Исследование характеристик потоков частиц космического излучения на установках Баксанской нейтринной обсерватории ИЯИ РАНПетков, Валерий Борисович

Исследование характеристик потока и взаимодействия первичных космических лучей с энергиями выше 10^15 эВ по мюонной компоненте наклонных ШАЛЯшин, Игорь Иванович

Измерение энергетического спектра первичного космического излучения в области энергий - 10 эВ методом регистрации отраженного от снежной поверхности черенковского света шал.Федоров, А.Н.

Изучение энергетического спектра первичного космического излучения в области энергии 10-10 ЭВ Алимов Тоирхон