Введение к работе
Актуальность проблемы. Ядерный состав первичного космического излучения (ПКИ) является одной из важнейших характеристик ПКИ. Знание ядерного состава и его зависимости от первичной энергии позволяет наложить довольно жесткие ограничения на модели происхождения первичных космических лучей. Прямые методы изучения ядерного состава ПКИ (эксперименты на спутниках и на баллонах) перестают быть эффективными в области первичных энергий 10м — 1015 эВ на ядро. Для изучения ядерного состава при этих и более высоких энергиях, используются одновременные измерения характеристик различных компонент широких атмосферных ливней (ШАЛ). Одним из возможных способов является одновременное измерение полного числа заряженных частиц Ne и числа высокоэнергичных мюонов N^ в ШАЛ.
В Баксанской нейтринной обсерватории (БНО) ИЯИ РАН имеется большой детектор для регистрации мюонов высокой энергии - Баксанский подземный сцинтилляционный телескоп (БПСТ). Создание над подземным телескопом установки для регистрации ШАЛ позволяет изучать ядерный состав ПКИ в широком диапазоне первичных энергий.
Цели представляемой диссертации: І.Дать подробное описание установки "Андырчи" и ее рабочих характеристик.
2.Показать возможности установки для решения следующих задач: ядерный состав ПКИ, гамма-астрономия, анизотропия первичных космических лучей, вариации интенсивности космических лучей.
Новизна работы. Создана установка для регистрации ШАЛ большой эффективной площади, расположенная над Баксанским подземным телескопом. Совместная работа этой установки и БПСТ позволяет одновременно изучать характеристики как высокоэнергичной мюонной, так и электронно-фотонной компоненты ШАЛ в диапазоне первичных энергий 10м — 1016 эВ.
Практическая и научная значимость работы. Одновременное изучение характеристик высокоэнергичной мю-онной и электронно-фотонной компонент ШАЛ позволяет получить информацию о ядерном составе ПКИ, в том числе в области перегиба первичного спектра.
Апробация работы.
Основные результаты, приведенные в диссертации, докладывались на Всесоюзных конференциях по космическим лучам /Алма-ата,1988г., Самарканд, 1992г., Москва,1996г./, Международной конференции по космическим лучам /Калгари,Канада,1993г./, Международной школе "Частицы и космология" /1990г.,1993г./, а также на семинарах отдела и Б НО ИЯИ РАН.
Публикации и объем работы. Основные результаты диссертации опубликованы в 7-й работах. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 98 страниц, включая 45 рисунков и список литературы из 37 наименований.
Основные положения, выносимые на защиту:
1.Создана установка, состоящая из 37 сцинтилляционных детекторов площадью 1м2 каждый, и предназначенная для регистрации широких атмосферных ливней космических лучей. Полная площадь установки 5 104м2. Условие отбора - > 4 сработавших детектора - позволяет регистрировать ШАЛ с Ne > 104; темп счета таких событий составляет 8.8с-1.
2.Расположение установки над Баксанским подземным сцинтил-ляционным телескопом позволяет одновременно регистрировать как электронно-фотонную, так и высокоэнергичную (> 220 ГэВ) мюонную компоненты ШАЛ. Частота совпадений ливневой установки и подземного телескопа: 0.1с-1..
3.Проведено исследование точности восстановления параметров ШАЛ установкой с помощью программы моделирования. Для ШАЛ с Ne 2 105 — 2-Ю7 полное число частиц в ливне определяется с точностью не хуже 20%, положение оси определяется с точностью не хуже 10 м. Точность определения направления прихода ШАЛ, кроме того, была проверена экспериментально из сравнения углов, полученных ливневой установкой и подземным телескопом для совпавших событий. Угловое разрешение установки зависит от мощности ливня и улучшается от 5 для Ne и 104 до 1.5 для Ne и 4 105.
4.Стабильность работы установки позволяет изучать анизотропию первичного космического излучения с Eq>80 ТэВ, высокий темп счета таких событий позволяет иметь статистическую точность для амплитуды анизотропии « 0.009% за год набора информации.
5.Реализована возможность изучения вариаций интенсивности одиночной компоненты космических лучей (порог геомагнитного обрезания 5.6 ГэВ). Для этого суммарный темп счета всех 37-и детекторов установки (и 12 кГц ) записывается каждую се-кунду, статистическая точность для секундной точки составляет «1%.
