Глубина максимума ШАЛ по данным эксперимента Тунка

• Автор: Коростелева, Елена Евгеньевна
• Шифр специальности: 01.04.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 115 с. : ил.

1 Экспериментальная установка

1.1 Базовая установка "Тунка-25"

1.2 Электроника базовой установки

1.3 Оптический детектор для измерения

формы импульса

1.4 Электроника детекторов формы импульса

1.5 Программное обеспечение установки детекторов

формы импульсов

2 Теоретические основы обработки данных

2.1 Постановка задачи моделирования ШАЛ

2.2 Описание пакета С01131КА

2.3 Моделирование ШАЛ
2.4 Оптирование пространственного распределения черепковского света ШАЛ
2.5 Определение энергии первичной частицы
2.6 Восстановление глубины максимума ливня по крутизне функции пространственного
распределения ливня
^ 2.7 Определение параметров импульса
2.8 Восстановление' глубины максимума ливня
по длительности черенковского импульса
3 Обработка данных эксперимента "Тунка"
3.1 Контроль работы детекторов установки
"Тунка-25"

^ 3.2 Спектры плотностей черепковских вспышек
света
3.2.1 Квантовая эффективность КВАЗАРов
3.2.2 Первичная калибровка детекторов
3.2.3 Коэффициент усиления канала.
Диапазон регистрируемых амплитуд
3.3 Энергетическая калибровка установки
3.4 Калибровка временных показаний детекторов
3.5 Программа восстановления параметров ШАЛ
* 3.6 Стабильность работы детекторов формы.
Восстановление параметров импульса
черенковского света ШАЛ
4 Моделирование эксперимента
4.1 Моделирование эксперимента "Тунка-25"
4.2 Модель атмосферы
4.3 Учет систематических искажений
формы импульса
4.4 Моделирование работы детекторов
® формы импульсов
5 Результаты эксперимента и их обсуждение
5.1 Условия проведения эксперимента
5.2 Сопоставление событий установок
"Тунка-25" и ДФИ
5.3 Отбор событий ШАЛ по данным основной
установки "Тунка-25"
5.4 Отбор ШАЛ для анализа формы импульса
5.5 Сравнение оценок глубины максимума ШАЛ,
полученных с помощью двух разных методов
5.6 Экспериментальная глубина максимума ШАЛ
5.7 Сравнение результатов с экспериментальными
данными других авторов
Заключение
Литература

История исследования космических лучей насчитывает, без малого, сто лет. Начатые в 1912 году с помощью очень простых инструментов, измерения потоков космических частиц получили развитие в сегодняшних экспериментах с использованием современных детекторов частиц на Земле, в верхних слоях атмосферы и в космическом пространстве.
Многие свойства космических частиц были выяснены с помощью этих экспериментов, но происхождение первичного космического излучения до сих пор остается, во многом, не ясным. Заряженные частицы отклоняются нерегулярными галактическими магнитными полями так, что становится невозможным определить направление прихода частиц и идентифицировать их источник. Однако, измерение энергетического спектра и массового состава космических частиц позволяет делать заключения об их происхождении.
Космическое излучение, наблюдаемое у Земли, составляет существенную часть энергетического баланса Галактики, имея среднюю плотность энергии 1 эВ/см3, сравнимую с плотностью энергии света звезд, магнитных полей Галактики и межзвездного газа. Значительную долю космического излучения составляют заряженные ядра различных химических элементов от протонов до ядер сверхтяжелых элементов с Е ~ 90, имеющие существенно нетепловое, степенное распределение по энергии 1(Е) ~ Е~2-7, в колоссальном диапазоне от МэВ-ных энергий до Ю20 эВ.

сигнала.
Параметры (Цитирующей функции находятся методом наименьших квадратов. Аппроксимация импульса единой функцией позволяет уменьшить ошибки измерения параметров, связанные со случайными флуктуациями дискретных точек.
На рисунке 2.9 приведен пример импульса черенковского света ШАЛ, полученного из моделирования по программе СО Ив IК А, и его аппроксимация формулой 2
После определения параметров фитирующей функции амплитуда импульса А находилась как максимум функции 2.6, длительность на половине амплитуды находилась как разность моментов времени, соответствующих уровню А/2 на спаде импульса и А/2 на фронте, определенных по этой же функции 2.6.
2.8 Восстановление глубины максимума ливня по длительности черенковского импульса
Все наигранные по программе СОАЛ/АГА импульсы фитировались формулой 2.6. Для каждого импульса была определена длительность 4/2, как описано выше.
На рисунке 2.10 показана корреляция логарифмов полученных длительностей импульсов 1д{т/2} и относительных положений максимума ливней:
ХХтах — Хи^^/соав XгПах (2.7)
где:
ХоЬя - полная толщина атмосферы над установкой, [г/см2],
в - зенитный угол прихода ШАЛ,
для расстояний 200 м, 300 м и 400 м от оси. Различными значками