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

Введение к работе

- - Ак?Х9Лькость_2аботы. Первичное космическое излучение (ПКі'.і играет важную роль в энергетике Галактики и является источником информации о межзвездном пространстве и об объектах, генерации частиц высокой энергии. Изучение энергетических спектров частиц ПКМ, в области высоких энергий Е 5 10 эВ относится к одной из наиболее важных задач фізики космических лучей. Химический состав ПКи при различных энергиях прямо связан с проблемой происхождения, ускорения и распространения космических лучей высокой и сверхвысокой энергии, являющейся центральной для астрофізики космических лучей. Важным является ж измерение суммарного потока ядерной компоненты ПКИ, т.к. он несет в себе информацию об особенностях в спектрах отдельных зарядовых компонент.

Имеющиеся в настоящее время данные разных экспериментальных групп о потоке ядер ПКИ с Е;-1-Ю^1с: эБ обнаруживают заметные расхождения как по интенсивности так и по форме спектра разных компонент. Что касается суммарного потока ядер ПКМ, то при небольших и сверхвысоких энергиях имеются согласующиеся между собой данные. Область энергий 10¹²-10¹⁴ эВ к моменту начала настоящей работы была исследована только в одном эксперименте с аппаратурой "Протон". Поэтому проведение исследований в этой области представляется актуальным, особенно в случае использования аппаратуры проводящей измерения в широком диапазоне зарядов и энергий.

Ш^е_Р?$2±М состоит в проведении испытаний и калибровке аппаратуры, предназначенной для изучения ПКИ з диапазоне энергий ст ЫО ^d до 1*1С¹⁴ эВ, определении энергии зарегистрированных собы-

ткй и построении энергетического споктра суммарного потока ПШ. Работа базируется на материале, полученном при подготовке и экспозиции на ИСЗ двух экспериментальных установок "Сокол" и "Сокол-2".

Работа выполнена в НИИЯФ МГУ по теме "Зарядовый состав и характеристики взаимодействия первичных космических лучей высокой энергии" (номер Госрегистрации 0ІВ60І25І72).

В работе решались следующие задачи

1. Проведение лабораторных испытаний, настройка и калибровка сцин-тилляционного детектора, использовавшегося в качестве детектора ионизации в многоканальном ионизационном калориметре (ИК).

2. Разработка специализированной системы питания ФЭУ в измерительном тракте Ж ("Сокол-2"), позволившей осуществить измерения в широком динамическом диапазоне.

3. Калибровка измерительного тракта ИК по мюонам космических лучей в условиях близости сигнала к шумам измерительного тракта.

4. Построение энергетической шкалы с учетом выкоса части энергии электронно-ядерного каскада за внешние границы ИК и условий лабораторной калибровки измерительного тракта.

5. Анализ экспериментального материала и построение энергетического спектра суммарного потока ядерной компоненты космических лучей при энергии более 2.5 ТэВ по.данным отдельных зарядовых групп.

Шї!Ш3_32И2к_и_52к35к3_ЦЩ25їь работы состоит в том, что построение спектра суммарного потока ядерной компоненты ПКИ реализовано путем сложения интексивностэй различных зарядовых групп, измерение которых осуществлено одним прибором. Энергия частиц в автономно работающей на орбите ИСЗ аппаратуре измерялась с помощью секционированного многоканального ИК толщиной 5.5 X

(А -пробег для взаимодействия протонов),что позволило провести энергетические измерения с систематической ошибкой "IQS и энергетическим разрешением_"IGS для основных групп ядер входящих в состав ПКИ. При построении энергетических спектров рззличкых~компо-нент ПКй энергия каждого зарегистрированного события определялась индивидуально.

Информация об энергетических спектрах суммарного потока и отдельных компонент ПКИ является необходимой экспериментальной пред-посылкой для построения моделей происхождения и ускорения ПКИ, и может быть полезной для сравнения с результатам! исследований в области ультравысоких энергий, доступных методам ШАЛ.

Ш55_ё!2Е Автор принял участив в экспериментах "Сокол" и "Сокол-2" с момента лабораторных разработок по выбору типа детекторов, нашедших применение в многоканальном ИК. Автор провел работы по модернизации системы питания ФЭУ сцинтилляционных детекторов ИК аппаратуры "Сокол-2", что было необходимо для существенного повышения во втором эксперименте точности энергетических измерений. Это также повышало точность реконструкции трека регистрируемой частицы в приборе, что способствовало уточнению зарядовых измерений в секционированных детекторах заряда. Анализ энергетических поправок, введенных при определении энергетической шкалы по данным наземных калиороЕок проведен лично автором. Данные по суммарному потоку ядерной компоненты космических лучей получены автором с привлечением парциальных зарядовых данных и расчетов, проделанных другими участниками эксперимента. Материал по суммарному потоку ядерной компоненты космических лучей, вошедший в публикации яо теме "Сокол", подготовлен лично автором.

Полный список работ по темо диссертации с участием автора содержит 33 наименования, из них в тексте диссертации цитируется 24 работы.

Ап2о0ация_р_аботы. Основные результаты диссертации представлялись на 19-й, 21-й и 23-й Международных конференциях по космическим лучам, симпозиуме в Лодзи 1988г., Всесоюзных 1984 и 1986гг.и Межрегиональной 1993г. конференциях по космическим лучам.

Стру^тща_и_дбъем_диссертации^ диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы, изложена на 128 страницах, иллюстрирована 21 рисунком, содержит 8 таблиц. Список литературы содержит 86 наименований.

9е21^зНЬїЕїНі_Цвдставленкне_к_заіште:

Испытание, настройка и калибровка измерительного тракта многоканального ИК, предназначенного для работы в составе автономного научного комплекса.

Система питания ФЭУ в измерительном тракте многоканального ИК прибора "Сокол-2" обеспечившая регистрацию в линейном режиме интенсивных световых вспышек от частиц электронно-ядерного каскада, что позволило провести энергетические измерения в широком динамическом диапазоне с энергетическим разрешением ~10% и обеспечило определение с точностью ~1 см координат места прохождения первичной частицы через секционированные детекторы заряда.

Поправки в энергетическую шкалу, обеспечившие проведение энергетических измерений с систематической сшибкой "10%.

Энергетический спектр суммарного потока ядерной компоненты космических лучей при энергии более 2.5 ТэВ по данным отдельных зарядовых групп.

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

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

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

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

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

Измерение сечения процесса e+e-+-00 в области энергии ниже 1 ГэВ с детектором СНДХарламов Алексей Георгиевич

Изучение образования нейтральных мезонов в --взаимодействии в области энергий P11-, S11-, D13-резонансовКозленко Николай Георгиевич

Расчеты каскадов в атмосфере нарушение скейлинга и струи с большими Рт при энергиях 10 - 10 ЭВ Пашков Сергей Валентинович

Энергетический спектр и зарядовый состав средних и тяжелых ядер первичных космических лучей в диапазоне энергий 10-10 ЭВ по данным экспериментов на ИСЗ "Космос-1543" и "Космос-1713"Самсонов, Глеб Александрович

О взаимодействии адронов с ядрами воздуха при энергиях 10-10 эВ по экспериментальным данным о широких атмосферных ливнях на больших высотах Кузьмин Валентин Александрович