Потоки изотопов легких антиядер в первичных космических лучах

• Автор: Майоров, Андрей Георгиевич
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 125 с. : ил.

Оглавление
АННОТАЦИЯ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНТИЯДРА В ПЕРВИЧНЫХ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧАХ
1.1 Происхождение галактических космических лучей
1.2 Источники антиматерии в Галактике
Первичная антиматерия
Вторичная антиматерия
Экзотические источники антиматерии
1.3 Распространение космических лучей в Галактике
Структура Галактики и межзвёздной среды
Распространение космических лучей в межзвёздной среде
Механизмы доускорения
1.4 Солнечная модуляция
1.5 Влияние геомагнитного поля
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПО ОБНАРУЖЕНИЮ АНТИЯДЕР
2.1 Обнаружения антиядер на ускорителях
2.2 Поиски антиядер в космических лучах
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТ «ПАМЕЛА»
3.1 Научная аппаратура «ПАМЕЛА»
Магнитный спектрометр
Времяпролетная система
Система антисовпадений
Электромагнитный калориметр
Сцинтилляционный детектор утечки ливня и нейтронный детектор
Триггерная система
Характеристики и квалификационные испытания
3.2 Спутник «Ресурс-ДК №1»
3.3 Наземный комплекс НЦ ОМЗ

3.4 Первичная обработка научной информации
3.5 Моделирование научной аппаратуры ПАМЕЛА
ГЛАВА 4. ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
4.3 Базовый отбор событий
4.4 «Ложные» траектории
4.5 Определение типа частиц
Определение абсолютной величины заряда
Использование калориметра для разделения адронов и лептонов
Выделение протонов/антипротонов
Выделение дейтронов/антидейтронов
Выделение гелия/антигелия
4.6 Определение знака заряда
4.7 Эффективности отбора ядер и антиядер
Коррекция жёсткости при низких энергиях
4.8 Выделение галактических КЛ
ГЛАВА 5. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
5.1 Спектр антипротонов и отношение р/р
5.2 Верхний предел потока антидейтронов
5.3 Верхний предел отношения Не/Не
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БЛАГОДАРНОСТИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Аннотация
Настоящая работа посвящена измерению потоков антипротонов и поиску антиядер дейтронов и гелия в галактических космических лучах с использованием научной информации, полученной при проведении международного эксперимента «РИМ-ПАМЕЛА». Магнитный спектрометр был выведен в июне 2006 года на околоземную космическую орбиту на ИСЗ «Ресурс-ДК1». В настоящее время экспериментальные измерения продолжаются.
В результате проведенной обработки и анализа данных, получены потоки галактических антипротонов в диапазоне энергий от 60 МэВ до 350 ГэВ. Они хорошо согласуются с моделями вторичного происхождения античастиц при взаимодействии космических лучей с межзвездным газом, но в то же время не исключают появления дополнительного потока антипротонов, возникающих в остатках сверхновых при взаимодействии ускоряемых протонов с фронтом ударной волны, или от аннигиляции/распада гипотетических массивных частиц тёмной материи.
Антидейтронов и антигелия не обнаружено и установлены верхние пределы на их потоки в галактических космических лучах в диапазоне энергий 50-830 МэВ/нук. и 0.1-300 ГэВ/нук. соответственно. При энергиях выше десятка ГэВ верхний предел отношения антигелий/гелий является наилучшим и может быть использован для сравнения с предсказаниями теоретических моделей; в частности, он позволяет установить ограничения на размер шарового скопления антизвезд в гало Галактики.
Полученные результаты являются новыми и актуальными в физике космических лучей, т.к. связаны с широким кругом вопросов от механизмов происхождения антиматерии и ее распространения в Галактике до получения информации о ранней стадии развития Вселенной.

высоких энергий были дополнительно установлены внешние дрейфовые камеры. Максимальная измеряемая жесткость этой системы составила 1.3 ТВ.
BESS-TeV
BESS-Polar
Рис. 7. Эксперименты BESS-TeV (слева) и BESS-Polar (справа)

Кинетическая энергия, ГэВ
Рис. 8. Отношение piр по данным эксперимента BESS
Прибором BESS получены результаты с хорошей статистической точностью о потоке антипротонов с энергиями ниже 3 ГэВ, которые показаны на рисунке 8 [111-122]. Отличие измеренных в разные годы отношений объясняется эффектом солнечной модуляции. Также, результаты эксперимента