Моделирование каскадных процессов в задачах гамма-астрономии и физики космических лучей

• Автор: Пляшешников, Александр Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 198 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1 РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ
1.1. Полуаналитический Метод Монте-Карло
1.1.1. Основные идеи ПАМК
1.1.2. Уравнения для дифференциальных плотностей
1.1.3. Приведение уравнений к универсальному виду
1.1.4. Аналитическое решение уравнений для дифференциальных плотностей
1.1.5. Розыгрыш фазовых координат частиц источника
1.1.6. Поправки на конечность первичной энергии
1.1.7. Коррелированные испытания
1.1.8. Вклад высоких энергий
1.1.9. Выбор оптимального значения Ет
1.1.10. Статистическая погрешность вычислений
1.1.11. Сопоставление трудоёмкости вычислений
1.2. Специализированный компьютерный код’’Алтай”
1.2.1. Элементарные взаимодействия
1.2.2. Испускание и перенос черенковских фотонов
1.2.3. Процесс регистрации черенковского света
1.3. Имитационный метод Монте-Карло
1.3.1. Сечения взаимодействия каскадных частиц

1.3.2. Моделирование многократного рассеяния
1.3.3. Выбор параметров группировки столкновений
1.3.4. Сопоставление трудоемкости вычислений
1.4. Кусочно-полиномиальный численный метод
1.4.1. Преобразование интегралов столкновений
1.4.2. Одномерные каскадные уравнения
1.4.3. Выбор рабочих параметров
1.5. Достоверность данных
1.6. Выводы к главе
2 МНОГОМЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭФК - 61
2.1. Пространственное распределение частиц в ЭФК
2.1.1. Развитие представлений о ФПР потока электронов
2.1.2. Параметризация данных для ФПР полного потока
электронов
2.1.3. Поправки на неоднородность атмосферы
2.1.4. Переходный эффект в сцинтилляторах
2.1.5. ФПР полного потока энергии
2.2. Альбедные характеристики ливней от у-квантов и адронов
2.2.1. Данные для ЭФК
2.2.2. Данные для ливней, порожденных адронами
2.3. Черенковское излучение ЭФК в воде
2.3.1. Глубинно-угловое распределение испущенных фотонов
2.3.2. Анализ области применимости МСТ
2.4. Выводы к Главе
3 ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ АТМОСФЕРНЫХ ЧЕРЕН-КОВСКИХ ТЕЛЕСКОПОВ - 96
3.1. Режекция ливней от ПКИ
3.1.1. Развитие представлений о режекции

3.1.2. Режекция по величине флуктуаций
3.2. Эффективная площадь регистрации и скорости счета событий
3.2.1. Методика расчета
3.2.2. Зависимость от определяющих величин
3.2.3. Практическое применение
3.3. Оптимизация многоканальной камеры
3.3.1. Моделирование
3.3.2. Размер пиксела
3.3.3. Поле зрения
3.4. Система мульти-ТэВ-ных АЧТ
3.4.1. Моделирование
3.4.2. Размер пиксела
3.4.3. Конфигурация ячейки и поле зрения
3.4.4. Параметры черенковского образа
3.4.5. Параметры атмосферного ливня
3.4.6. Режекция фона ПКИ
3.4.7. Чувствительность
3.5. Выводы к главе
4 ПРИМЕНЕНИЕ АТМОСФЕРНЫХ ЧЕРЕНКОВСКИХ ТЕЛЕСКОПОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ПЕРВИЧНОГО КОСМИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ - 150
4.1. Теоретический анализ проблемы
4.1.1. Моделирование
4.1.2. Эффективные площади регистрации и скорости счета
4.1.3. Параметры образа
4.1.4. Критерии отбора
4.1.5. Эффективность разделения ливней
4.1.6. Чувствительность к модели ядерных взаимодействий
4.2. Энергетический спектр протонов ПКИ

Таблица
Отношение трудоемкостей расчета каскадных кривых электронов с использованием различных подходов. Воздух, Еь =4МэВ, Ет =ЗГэВ.
Е0/Еі (Имитац. М.-К )/(ПАМК) (Схема В. Г )/(ПАМК)
Ео/Ег 3-Ю4 3-Ю5 3- 10е 3 105 3-Ю6 3 107 3 ю8
іЦт =0,5 10 60 250 3
фт =1 2 6 12 2
фт =2 11 80 500 4
1.2. Специализированный компьютерный код ”Ал-таи
Главы 3,4 настоящей диссертации связаны с расчетами характеристик черенковского излучения широких атмосферных ливней (ШАЛ), иници-ированых первичными у-квантами, протонами и ядрами. Значения первичной энергии в этих расчетах, как правило, не превышают ~ 100 ТэВ, а пороговая энергия испускания черенковского света достаточно велика (> 20 МэВ для электронов и позитронов, для других заряженных частиц - несоизмеримо выше). Это дает возможность использовать для вычислений имитационный метод Монте-Карло. В этой связи нами был разработан специализированный компьютерный код’’Алтай” [58,59], позволяющий проводить моделирование развития ШАЛ применительно к условиям атмосферных черенковских 7-телескопов. Ниже мы обсудим основные особенности алгоритмов этой компьютерной программы.
1.2.1. Элементарные взаимодействия
Моделирование электромагнитной компоненты атмосферных ливней основано в коде ’’Алтай” на схеме имитационного метода Монте-Карло, описанной в разд.1.3. Для моделирования взаимодействий адронов используется модель, базирующаяся на результатах ускорительных эксперимен-