Регистрация потока мюонов от нейтрино космических лучей методом измерения времени пролета

• Автор: Михеев, Станислав Павлович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1982
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 c. : ил

ГЛАВАІ. РАСЧЕТ ПОТОКА МЮОНОВ, РОЩЩНЫХ НЕЙТРИНО

КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ

1.1 Энергетические спектры атмосферных нейтрино

1.2 Сечение взаимодействия нейтрино с веществом

1.3 Пробеги мюонов в грунте

1.4 Характеристики потока мюонов, рожденных

нейтрино космических лучей

1.5 Осцилляции нейтрино и их влияние на поток

мюонов, рожденных нейтрино

1.6 Внеземные источники нейтрино высокой энергии

ГЛАВАІІ. БАКСАНСКИЙ ПОДЗЕМНЫЙ СЦИНТШШЯЦИОННЫЙ

ТЕЛЕСКОП
2.1 Конструкция телескопа
2.2 Стандартный детектор
2.3 Системы управления и регистрации
2.4 Измерение времени пролета частиц,.Пересе
кающих телескоп
2.5 0 бработка информации на линии..Контроль
работы установки
ГЛАВАІІІ. ВРЕМЕННОЕ РАЗРЕШЕНИЕ ТЕЯЕСКОПА
3.1 Основные факторы, определяющие временное
разрешение
3.2 Расчет временных свойств детектора
3.3 Расчет временного разрешения телескопа
и сравнение с результатами измерения

3.4 Измерение.скорости.частиц, пересекающих
телескоп
ГЛАВА1У. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ НАБЛЮДЕНИЕ ЧАСТИЦ ИЗ НИЖНЕЙ
ПОЛУСФЕРЫ И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1 Система управления для выделения частиц
из низшей полусферы
4.2 Обработка экспериментальных данных
4.3 Характеристики нейтринных событий
4.4 Анализ результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Идея использования потока атмосферных нейтрино высокой энергии, для изучения характеристик слабых взаимодействий возникла более двадцати лет назад. В работах М.А.Маркова и И.М.Железных / 1,2,3 /, а так же К.Грейзена / 4 / впервые была показана реальность экспериментов с нейтрино космических лучей. В этих работах предлагалось регистрировать поток мюонов, возникающий в результате взаимодействия нейтрино с веществом:
V м +Х
В начале шестидесятых годов, когда обсуждались эти предложения, искусственные пучки нейтрино, созданные на ускорителях, имели среднюю энергию ~1 ГэВ. Спектр нейтрино атмосферного происхождения, согласно сделанным оценкам / 3,5 /, простирался далее 103 ГэВ и поэтому эксперимент в космических лучах рассматривался с точки зрения возможностей изучения поведения сечения взаимодействия в зависимости от энергии нейтрино. Интегральный поток мюонов, рожденных нейтрино, 1м чувствителен к поведению сечения с энергией. Так, в случае линейного роста сечения с энергией величина 1/А в 10 раз больше чем в случае постоянства сечения при энергии
нейтрино I ГэВ / 3 /. Если сечение растет «— [£^ » то поток
7~ V
^1 должен быть в 3 раза меньше, чем при линейном росте / б /.
Поведение сечения взаимодействия с энергией влияет также на отношение числа мюонов, рожденных нейтрино в горизонтальном направлении, к числу мюонов в вертикальном направлении, так как поток нейтрино имеет анизотропию и величина анизотропии растет с энергией нейтрино.
Также в работах / 3,6 / отмечалось, что если масса промежуточ-

Глава II БАКСАНСКИЙ ПОДЗЕМНЫЙ СЦИНГЙЛЛЯЦИОННЫЙ ТЕЛЕСКОП
Баксанский подземный телескоп / 46 / был задуман как универсальный прибор для изучения потоков и свойств мюонов и нейтрино космических лучей. Этим и определялся выбор глубины, размера и конструкции установки. Телескоп расположен в горной выработке (камере) объемом около 12000 м3, на расстоянии 550 метров от начала горизонтального туннеля. Эффективная толща грунта над установкой соответствует 850 гг/см^. На этой глубине поток мюонов ослаблен в 5000 раз относительно поверхности и пороговая энергия мюонов для проникновения на такую глубину соответствует 200 ГэВ. На рис.14 показано расположение телескопа и будущих детекторов солнечных нейтрино под склоном горы Андырчи (долина реки Баксан, Северный Кавказ). На этом же рисунке показано изменение глобального потока космического излучения с расстоянием от начала туннеля.
2.1. Конструкция телескопа Телескоп представляет собой параллелепипед высотой 10,8 м с площадью основания 16x16 поверхность которого практически сплошь покрыта стандартными ецинтилляционными детекторами. Кроме того имеются два горизонтальных слоя, собранных из таких же детекторов, внутри этого параллелепипеда на расстоянии 3,6 и 7,2 метра от нижней грани. Таким образом, телескоп состоит из четырех горизонтальных и четырех вертикальных слоев и всего содержит 3150 стандартных детекторов. Три нижних горизонтальных слоя содержат 20x20 детекторов, а верхний слой 24x24 детектора, перекрывая весь телескоп. Две противоположные вертикальные плоскости полностью