Введение к работе
АкіїЗ'ЬНОсть_работа^ Изучение характеристик потока первичного космического излучения (ГОШ) высокой и сверхвысокой энергий является одной из важнейших, фундаментальных проблем астрофизики. Химический состав ядер ПКИ при различных энергиях несет информацию о происхождении, ускоретш и распространении космических лучей, что дает знания о межзвездной среде и об объектах генерации частиц.
Для ядер Не, являющихся предметом рассмотрения данной работы, относительное содержание их з общем потоке ПКИ и характер энергетического спектра на момент начала работ были достаточно хорошо определены в области энергий до ~Ю0 ГэВ/куклон благодаря проведению ряда, различных по методике, экспериментов. Особый интерес представляет максимально возможное продвижение вверх по энергетической шкале, что позволяет осуществить "сшиЕку" с данными, полученными при помощи методики широких атмосферных ливней (ШАЛ).
В экспериментах с ПКИ высокой (>1 ТэВ/частацз) энергии применение ионизационного калориметра (КК) в качестве детектора энергии имеет значительные перспективы за счет високого энергетического разрешения, и возможности единой методикой изучать одновременно весь зарядовый диапазон ПКИ. Существенной трудностью при использовании ИК в качестве детектора энергии является влияние частиц альбедо (обратного тока частиц из калориметра) на детекторы, измеряющие заряд. Этот эффект, возрастающий с энергией, ухудшает зарядовое разрешение аппаратуры, прежде всего для протонов и ядер Не, поэтому для перспективной аппаратуры являются весьма актуальными разработки детекторов заряда, учитывающие указанный эффект, и способные произвести достаточно надежное разделение между протонами и
ядрами Нэ при условии, что в качестве детектора энергии применен ИК, а энергетическая область исследования ПКЛ составляет >1 ТэВ/частицу.
Цель настоящей_р_аботы - исследование энергетического спектра ядер Не в области энергий 0.6-30 ТэВ/нуклон с применением черен-ковских детекторов заряда и ионизационного калориметра. Для продолжения исследования ПКИ при помощи данной методики в области больших энергий проведены методические исследования по построению детекторов заряда для перспективной аппаратуры. Работа выполнена в отделе космических излучений НИИЯФ МТУ в соответствии с планом научно-исследовательских работ ШИЯФ МГУ по теме "Зарядовый состав и характеристики взаимодействия ПКЛ высокой энергии" (номер Госрэги-страции OI860I25I72).
В работе решались следующие задачи:
I.Лабораторная настройка и калибровка детектора заряда легких ядер ДЗ-І, настройка прибора в составе комплекса научней аппаратуры (КНА) "СОКОЛ-2".
2.Обработка экспериментального материала по группе ядер Не, полученного в результате эксперимента на ИСЗ, определение интенсивности и показателя наклона энергетического спектра.
Методические исследования для проведения зарядовых измерений протонов и ядер Не в перспективной аппаратуры.
Научная_ноЕИзна_и_гграктическая_ценность_работы состоит в том, что впервые данные по ядрам Не при энергии 0.6-3Q ТэЕ/нуклон получены в рамках измерений ео всем зарядовом диапазоне от протонов до ядер железа с помощью аппаратуры, включающей ионизационный калориметр большой толщины. В диапазоне энергий 0.6-4 ТэВ/нуклон данные
эксперимента "СОКОЛ-2" имеют наилучшую статистическую обеспеченность в сравнении с другими экспериментами.
В рамках работы по продолжению исследования ПКИ высокой энер-гпи разработаны два типа черепковского детектора заряда первичных частиц, исследованы их технические характеристики, и произведен анализ их работы в перспективной аппаратуре, разработаны необходимые электронные устройства. Полученные данные могут быть использованы при планировании новых экспериментов по исследованию ПКИ высокой энергии с помощью калориметрической методики.
ёлад_азтор_а. Автор вошел в коллектив эксперимента "СОКОЛ" на этапе запуска ИСЗ с аппаратурой "СОКОЛ", и на начальном этапе создания аппаратуры "СОКОЛ-2" (1984г). К тому времени были выполнены все основные конструкторские и методические разработки детекторов заряда, входящих в ККА. Автор принял участие в настройке и калибровке детектора заряда легких ядер ДЗ-І "СОКОЛ-2", участвовал в предполетной подготовке КНА на заводе-изготовитэле (г.Куйбышев) и в экспресс-обработке полетного материала на наземном измерительном пункте (г.Якутск).
Автор также принимал участие в обработке первичного материала, прежде всего группы ядер Не, а затем в обсуждении и анализе данных эксперимента "СОКОЛ" в целом. Материал по ядрам Не, изложенный в диссертации, язиляется результатом этого анализа.
В рамках программы по исследованию ПКИ еысокой энергии автором был разработан черенковский детектор направленного действия плотной упаковки - основной детектор для регистрации протонов и ядер Не в планируемых экспериментах, и модернизирован черенковский детектор вытянутей формы, работающий по принципу полного Енутрен-
него отражеюш. Были исследованы их технические характеристики и проведен анализ их функционирования в перспективной аппаратуре. Автор принял участие в разработке электроники, необходимой для функционирования перспективной аппаратуры.
Полный список печатных работ по теме диссертации с участием автора содержит более 30 наименований, из них цитируемых в тексте диссертации - 21.
Апробация_р_аботы. Основные материалы диссертации представлялись на 21~й (1989г) и 23~й (1993) Международных Конференциях по космическим лучам (ICRG), Симпозиуме в Лодзи (1988г), Международной школе по высоким энергиям в Нор-Амберде (1990г), Межрегиональной конференции по космическим лучам в Самарканде (1992г).
Стру^тупа_и_объем_дассе2тацки. Диссертация состоит из введения, трех глаз, заключения, двух приложений и списка цитируемой литературы, изложена на 101 страницах, иллюстрирована 27 рисунками, содержит 12 таблиц. Список литературы содержит 42 наименования.
энергетический спектр ядер Не в области энергии 0.6 - 30 ТэВ/нуклон, доля компоненты ядер Не в составе ПКЛ в указанной энергетической области;
результаты методических исследований проведения зарядовых измерений протонов и ядер Не в перспективной аппаратуры, в которой используется калориметрическая методика для определения энергии первичной частицы в области I- 500 ТэВ/частица.
