Пространственно-временная структура сигналов в сцинтилляционных детекторах частиц и детекторах излучения Вавилова-Черенкова от широких атмосферных ливней

• Автор: Подгрудков, Дмитрий Аркадьевич
• Шифр специальности: 01.04.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Оглавление.
Введение
Глава 1. Краткий обзор основных результатов основных экспериментальных установок по регистрации ШАЛ

1.1. Якутская установка

1.2. Alceno Giant Air Shower Array

1.3. Fly’s Eye, High Resolution Fly’s Eye

1.4. Pierre Auger Observatory

1.5. Telescope Array / Telescope Array Low Energy extension

Глава 2. Импульсы сигналов в сцинтилляционных детекторах от частиц ШАЛ

2.1. Метод расчета

2.2. Полученные результаты

2.3. Передний и задний фронты ливня
Глава 3. Функции пространственного распределения излучения Вавилова-Черенкова от ШАЛ
3.1. Метод расчёта
3.2. Полученные результаты
Глава 4. Импульсы излучения Вавилова-Черенкова от ШАЛ
4.1. Метод расчёта
4.2. Учёт задержки прихода ливней на уровень наблюдения
4.3. Параметры расчетов
4.4. Полученные результаты
Глава 5. Оценки энергии широких атмосферных ливней по различным компонентам и их совокупности
5.1. Оценка энергии ШАЛ по сигналам наземных детекторов заряженных частиц
5.2. Оценка энергии ШАЛ по мюонной компоненте
5.3. Оценка энергии ШАЛ по излучению Вавилова-Черенкова
5.4. Оценка энергии ШАЛ по совокупности компонент
Выводы
Список использованных сокращений
Литература

Введение
Одной из задач современной астрофизики является изучение природы частиц космических лучей (KJI) и их возможных источников. До открытия реликтового излучения считалось, что спектр космических лучей в области высоких энергий ограничен лишь ускорительными возможностям источников и их спектрами. После открытия реликтового излучения Грейзен, Зацепин и Кузьмин [1,2] высказали предположение о существовании резкого уменьшения потока частиц с энергией выше 3-1019 эВ, вызванного взаимодействием с реликтовыми фотонами — так называемый эффект ГЗК. Расчётный спектр KJI в приближении одинаковых равномерно распределённых источников со степенным неограниченным спектром приведён на рис. 1. Однако, во всех крупных экспериментах (Haverah Park [3,4], ЯкуШАЛ [5], AGASA [6], Fly’s Eye [7], HiRes [8], Pierre Auger Observatory (Auger) [9,10]), были зафиксированы ливни с энергиями в области 1019 - Ю20 эВ. Это может быть связано с наличием близких источников частиц таких энергий или особенностями источников. На рис. 2 приведены результаты основных современных экспериментов по изучению космических лучей в области сверхвысоких энергий: ЯкуШАЛ [11,12], AGASA [6], HiRes [13], Auger [14]. Как видно из рисунка, нет достаточного согласия между экспериментами относительно наличия высокоэнергетичного обрезания. Эксперимент AGASA прямо полагает отсутствие обрезания в области энергий более 3-1019 эВ' и продолжение спектра с уменьшением наклона спектра [15]. Эксперимент HiRes наблюдает эффект ГЗК [13], эксперимент Auger подтверждает данные HiRes [16]. Данные Якутска не позволяют сделать однозначный вывод о поведении спектра в области энергий выше Ю20 эВ.

Рис.8. Импульс сигнала в сцинтилляционном детекторе на расстоянии 100 м от оси ливня от первичного протона с энергией а—1018 эВ, б— 1019эВ, в— Ю20 эВ,г— 1021 эВ. Сигнал суммировался в бинах по 1 не.