Вариации космических лучей высоких энергий, обусловленные их дрейфом в гелиосфере

• Автор: Герасимова, Сардаана Кимовна
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Якутск
• Количество страниц: 119 с. : ил

ОГ ДАВЛЕНИЕ

1. ОБЗОР ТЕОРИИ ГЕЛИОСФЕРНОЙ МОДУЛЯЦИИ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ

1Л. Уравнение переноса

1.2. Межпланетное магнитное поле

1.3. Гелиопауза

1.4. Модуляция в дальней зоне

1.5. Краевые условия

1.6. Положительная и отрицательная низкоширотная гелиосфера

1.7. 22-летний цикл

1.8. Анизотропия

2. НАЗЕМНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ

2.1. Якутский комплекс наземных и подземных установок
2.1.1. Система контроля, обработки и хранения данных регистрации космических лучей
2.2. Мировая сеть нейтронных мониторов
2.3. Коэффициенты связи
2.3.1. Коэффициенты связи мюонной компоненты
2.3.2. Коэффициенты связи нейтронной компоненты
2.4. Приемные векторы Якутского комплекса установок
2.5. Метод скрещенных телескопов
3. ВАРИАЦИИ ПЛОТНОСТИ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ
3.1. Энергетический спектр 11- и 22-летних вариаций
космических лучей
3.2. Энергетический спектр форбуш-эффектов

3.3. 11-летняя вариация космических лучей и ее связь
с углом наклона нейтральной поверхности ММП
3.3.1. Метод обработки и результаты
3.3.2. Высокоширотный и низкоширотный солнечный ветер
3.3.3. Уравнение нейтральной поверхности
3.3.4. Взаимодействие быстрого и медленного потоков
3.3.5. Влияние наклона нейтрального слоя
на величину давления
3.3.6. Модуляция космических лучей в области возмущения
3.4. Сезонный ход плотности космических лучей
в зависимости от гелиошироты Земли
Выводы к главе
4. ВАРИАЦИИ АНИЗОТРОПИИ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ
4.1. Анизотропия и ее связь с солнечной активностью
и магнитным циклом Солнца
4.2. Широтный и радиальный градиенты плотности
4.3. Анизотропия космических лучей и ее зависимость
от полярности и наклона нейтрального слоя ММП
4.4. Конвективно-диффузионный механизм
4.5. Зависимость симметричного широтного градиента
от жесткости космических лучей
Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

В работе исследуются вариации космических лучей (КЛ) высоких энергий, главным образом, долгопериодные, полученные с помощью наземных наблюдений нейтронной компоненты и подземных наблюдений мюонов в Якутске. Продолжительный период наблюдений - более 40 лет - позволяет выделить среди вариаций те, которые имеют связь с магнитным циклом солнечной активности (длительностью, в среднем, 22 года). Природа этих вариаций связана с дрейфом частиц в межпланетном магнитном поле, который наряду с их конвекцией и диффузией определяет поведение КЛ.
Использование в качестве наблюдательного материала сведений, приносимых аппаратурой, чувствительной к частицам высоких энергий, дает определенные преимущества при его теоретической интерпретации.
Дело в том, что амплитуда всех вариаций в этой области энергий мала и поэтому можно использовать линейное по скорости солнечного ветра приближение и соответственно усреднять теоретические параметры по объему гелиосферы. Это сильно упрощает теоретическую модель гелиосферы и механизм ее влияния на КЛ. Фактически удается построить модель с одним свободным параметром к, который равен отношению гирочастоты частиц высоких энергий к частоте их рассеяний. Обзор теории, основанной на таких упрощениях, изложен в первой части диссертации.
Сравнение с данными наблюдений позволяет проверить такую картину и внести в нее требуемые поправки.
Использование наблюдений в области высоких энергий при всех упомянутых преимуществах связано и с определенными трудностями. Дело в том, что мюонная компонента чувствительна к температуре атмосферы из-за нестабильности мюонов. Особенно трудно по этой причине изучать суточные вариации, которые отражают свойства анизотропии КЛ на орбите Земли. Ранее были разработаны специальные приемы очищения вариаций от метеорологического вклада, основанные на технике «скрещенных телескопов».

ь ♦ • 1. **
*;• * > ^“1 * * • * *. ;
• • * и
* * *-Г* .■ _• ,5. Л ... к №

* 1*

X. ч - "V
• » 1 ► * • »*

ч- Л л 1 Л,
ш ь г •
Ч

■ С = - ” V * • * шшшшшш
У" 1
У= 1,0
У= 0
= 0
«а 0
Т= 1
У= 0
1987 1939 1991 1РРЗ Годы
Рис. 3.2 Отношение интенсивности космических лучей на ст. Калгари к интенсивности на станциях Уанкайо, Нагоя и Якутск. Горизонтальные линии - ожидаемое отношение для показателей спектра ? = 0.5; 1.0 и 1.2, соответственно