Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Методика измерения энергетического спектра первичного космического излучения в области энергий свыше 1016 эВ с помощью аэростатной установки «Сфера»

Диссертация: Методика измерения энергетического спектра первичного космического излучения в области энергий свыше 1016 эВ с помощью аэростатной установки «Сфера»
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка цитируемой литературы. В диссертации содержится 120 страниц, 36 рисунков, 4 таблицы. Библиография содержит 64 наименования. По теме диссертации опубликовано 5 работ. Их перечень приведен в заключении диссертации. R.A.Antonov, D.V.Chernov, A.N.Fedorov, E.E.Korosteleva, M.I.Pa-nasyuk, E.A.Petrova. Balloon Borne Detector for Cosmic Ray… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Энергетический спектр первичного космического излучения
    • 1. 1. Особенности энергетического спектра первичного космического излучения. ."
    • 1. 2. Экспериментальное измерение энергетического спектра ПКЛ
    • 1. 3. Метод измерения полного потока черенковского света
    • 1. 4. Проекты будущих экспериментов
  • 2. Описание установки СФЕРА
    • 2. 1. Детекторы света
    • 2. 2. Измерительная аппаратура
      • 2. 2. 1. Микрокомпьютер
      • 2. 2. 2. Измерительные каналы
      • 2. 2. 3. Блок питания
    • 2. 3. Калибровка детекторов света
      • 2. 3. 1. Квантовая эффективность ФЭУ.*
      • 2. 3. 2. Коэффициент усиления ФЭУ
      • 2. 3. 3. Относительная калибровка детекторов света
    • 2. 4. Алгоритм автоматического управления работой аппаратуры
      • 2. 4. 1. Контроль параметров работы установки
      • 2. 4. 2. Контроль за порогами срабатывания каналов
    • 2. 5. Выводы
  • 3. Моделирование работы установки
    • 3. 1. Процедура моделирования искусственных событий
      • 3. 1. 1. Амплитуда сигнала в детекторе
      • 3. 1. 2. Учет сферической аберрации зеркала
      • 3. 1. 3. Время прихода света в детектор
      • 3. 1. 4. Учет флуктуаций
      • 3. 1. 5. Наложение аппаратурных критериев отбора
    • 3. 2. Моделирование моноэнергетичных событий
      • 3. 2. 1. Эффективная площадь регистрации
    • 3. 3. Моделирование энергетического спектра
      • 3. 3. 1. Переход к первичной энергии
      • 3. 3. 2. Эффективный телесный угол установки
    • 3. 4. Выводы
  • 4. Экспериментальные данные
    • 4. 1. Условия проведения эксперимента
      • 4. 1. 1. Программа измерений
      • 4. 1. 2. Контроль параметров работы установки
      • 4. 1. 3. Средний световой фон ¦. 4.2 * Амплитудные спектры
    • 4. 3. Энергетический спектр
      • 4. 3. 1. Погрешность в определении первичной энергии
    • 4. 4. Фоновые события. .. ¦
    • 4. 5. Данные, полученные при условии М
    • 4. 6. Выводы

Методика измерения энергетического спектра первичного космического излучения в области энергий свыше 1016 эВ с помощью аэростатной установки «Сфера» (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Изучение особенностей энергетического спектра первичных космических лучей (ПКЛ) является важным для понимания особенностей условий происхождения и распространения космических лучей в межзвездном пространстве. Однако, имеющиеся в настоящее время экспериментальные данные об энергетическом спектре ПКЛ в диапазоне энергий 1015 — 1019 эВ недостаточно хорошо согласуются друг с другом. В связи с этим представляется актуальным развитие нового метода, позволяющего измерять энергетический спектр в широком диапазоне энергий.

Настоящая работа посвящена практической реализации нового, ранее не использовавшегося1 метода измерения энергетического спектра первичного космического излучения путем регистрации потока черепковского света широких атмосферных ливней (ШАЛ), отраженного от заснеженной поверхности земли, с помощью прибора, поднятого над ней на некоторую высоту на привязном аэростате. Этот метод является ка лориметрическим, в качестве калориметра используется вся толща атмосферы. Используя этот метод, можно обеспечить большую эффективную площадь регистрации с помощью компактного недорогого прибора. В отличие от наземных установок, регистрирующих черенковский свет с помощью ограниченного числа детекторов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга, в данном методе собирается весь черенковский свет ливня. Это уменьшает зависимость результатов от формы функции пространственного распределения черенковского света и ее флуктуаций.

Общее описание работы.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка цитируемой литературы. В диссертации содержится 120 страниц, 36 рисунков, 4 таблицы. Библиография содержит 64 наименования. По теме диссертации опубликовано 5 работ. Их перечень приведен в заключении диссертации.

Основные результаты по теме диссертации опубликованы в статьях:

1. Antonov R.A., Chernov D.V., Fedorov A.N., Petrova E.A. Primary Cosmic Ray Spectrum Measured Using Cherenkov Light Reflected from the Snow Surface. Nuclear Physics В (PS), 52B (1997), p. 182−184.

2. Antonov R.A., Chernov D.V., Fedorov A.N., Petrova Б.А. Cosmic Ray Spectrum Measured Using Cherenkov Light Reflected from the Snow Surface. Proc. XV Cracow Summer School of Cosmology «The cosmic ray mass compositionLodz, 1997, p.183−189.

3. Antonov R.A., Chernov D.V., Fedorov A.N., Korosteleva E.E., Petrova E.A., Sysojeva T.I., Tkaczyk W. Cosmic-Ray Spectrum Measured Using Cherenkov Light Reflected from the Snow Surface. Proc. 25 ICRC, Durban, 1997, 4, p.149−152.

4. R.A.Antonov, D.V.Chernov, A.N.Fedorov, E.E.Korosteleva, M.I.Pa-nasyuk, E.A.Petrova. Balloon Borne Detector for Cosmic Ray Energy Spectrum Measurements and its Possibilities in Connection with AIR-WATCH Experiment. Proc. of Workshop on Observing giant cosmic ray ait showers from > Ю20 eV particles from space, Maryland, 1997. AIP Conference Proceedings, 1998, p.367−372.

5. Antonov R.A., Chernov D.V., Petrova E.A., Sysojeva T.I., Tkac. zyk W. Air shower Cherenkov light measurements using balloon-borne detector. Proc. 16 European Cosmic Ray Symposium, Madrid, 1998, p.431−435.

Число статей по теме диссертации — 5.

В заключение, выражаю глубокую благодарность моему научному руководителю Р. А. Антонову, приложившему много сил для экспериментальной реализации данного метода.

Также хочу поблагодарить Д. В. Чернова, разработавшего и воплотившего электронную часть установки СФЕРА, за сотрудничество и помощь.

Заключение

.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Г. В., Христиансен Г. Б. О спектре широких атмосферных ливней по числу частиц. // ЖЭТФ. 1958. Т.35. С. 635.
  2. Nagano М, Astrophysics of Extremely High Energy Cosmic Rays: Observational Status and New Projects. Nuclear Physics В (Proc. Suppl.) 52B, 1997. P.71−80.
  3. C.H., Соловьева В. И., Хренов Б. А., Христиансен Г.Б. Пер-1 вичное космическое излучение в области сверхвысоких энергий и
  4. ШАЛ. // Космические лучи и проблемы космофизики. — Новосибирск: СО АН СССР,-1964. — С.103−110.
  5. С.И. Энергетический спектр первичных космических лучей без «излома» // Известия Академии наук, сер. физическая, Т.57, № 4, 1993. С.21−24.
  6. С.И. Исчезновение фрагментационной части вторичных адронов в актах множественного рождения при энергиях первичных протонов выше 104 ТэВ // Известия Академии наук, сер. физическая, Т.57, № 4, 1993. С.18−20.
  7. Г. Т., Кузьмин В. А. О верхней границе спектра космиче-¦ ских лучей // Письма в ЖЭТФ. 1966. Т.4. С. 114−116.
  8. Greisen К. End to the cosmic ray spectrum? // Phys. Rev. Lett. 1966. V.16. P.748−750.
  9. N.N., Egorov T.A., Glushkov A.V., Pravdin M.I. // Proc. of International Workshop on Astrophysical Aspects of the Most Energetic Cosmic Rays — Japan, World Scientific Pub.Co., 1991. P.20.
  10. А.В., Егоров Т. А., Егорова В. П. и др. Гигантский ливень с Е0 «Ю20 эВ, зарегистрированный на Якутской установке. // Известия Академии наук СССР, сер. физическая, Т. 55, 1991. С.717−719.
  11. Hayashida N., Honda K., Honda M., Inoue N., Kadota K., et al. The Cosmic Ray Energy Spectrum above 1019 eV Determined by AGASA. // Proc. 25 ICRC, Durban, 1997, 4. P.145−148.
  12. Protheroe R.J., Johnson P.A. Propagation of UHE Proton over Cos-mological Distances. // Proc. 24 ICRC, Roma, 1995, 3. P.309−312.
  13. Bhattacharjee P. Cosmic string and ultrahigh-energy cosmic rays. / / Phys. Rev. D40, 1989, P.3968−3975.
  14. Bhattacharjee P., Hill C.T., Schramm D.N. Grand unified theories, topological defects, and ultrahigh-energy cosmic rays. // Phys. Rev. Lett. V.69. N.4. 1992. P.567−570.
  15. Cosmic ray / Gamma ray / Neutrino and similar experiments. List of Internet WWW-sites.http://eu6.mpi-M.mpg.de/CosmicRaySites.html
  16. Fonseca V. et al. The HEGRA Experiment. // Nuclear Physics В (Proc. Suppl.), 28A, 1992. P.409
  17. Chantell M.C., Covault C.E., Cronin J.W., et al. Annual grant progress report: 1995. The Chicago air shower array (CASA). // The University of Chicago. February 13, 1996. ftp://hep.uchicago.edu/pub/casa/annrep95.ps
  18. Nagano M., Teshima M., Matsubara Y., et al. Energy spectrum of primary cosmic rays above Ю17−0 eV determined from extensive air shower experiments at Akeno. // J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 1992. V.18. P.423.
  19. Г. Б. Широкие атмосферные ливни и адронные взаимодействия при сверхвысоких энергиях. // Проблемы физики космических лучей. — М.: Наука, 1987. С.226−341.
  20. Г. В. Дис. .докт. физ.-мат. наук. — М.: НИИЯФ МГУ, 1993.
  21. В.И., Чудаков А. Е. Пространственное распределение интенсивности черенковского света от широких атмосферных ливней // ЖЭТФ. 1962. Т.42. С. 1622.
  22. Kuhlmann J.D., Clay R.W. Cosmic ray shower development from measurements of the lateral distribution of atmospheric Cherenkov light. // J. Phys. G (GB), 1981, V.7. P.183−186.
  23. Gress O.A., Gress T.I., Khristiansen G.B., et al. The first results of TUNKA-13 EAS Cherenkov light experiment. // Proc. 25 ICRC, Durban, 1997, 4. P.129−132.
  24. Т.А., Алиев Н. А., Коххаров М. И. и др. Исследование функции пространственного распределения черенковского излучения ШАЛ с энергией > 1015 эВ. // Известия Академии наук СССР, ¦ сер. физическая, Т.49, 1985. С.1350−1351.
  25. В.П., Афанасьев Б. Н., Глушков А. В. и др. Современное состояние и перспективы Якутской комплексной установки ШАЛ. // Известия Академий наук СССР, сер. физическая, Т.58, 1994. С.92−97.
  26. Д.Д., Кнуренко С. П., Колосов В. А. и др. // Космические лучи с энергией выше 1017 эВ. — Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1983. — С.117.
  27. G.L., Воопе J.С., Matsubara Y. et al. Size determination of EAS by the Fly’s eye. // Proc. 16 ICRC, Kyoto, 1979, V.8. P.165.
  28. A.E. // Proc. 5th Interamerican Symposium on Cosmic Rays, La Paz, Bolivia, 2, 1962.
  29. K. // Proc. 5th Interamerican Symposium on Cosmic Rays, La Paz, Bolivia, 2, 1962. XLIX-1−5.
  30. A.E. Возможный метод регистрации ШАЛ по черен-ковскому излучению, отраженному от снежной поверхности Земли. // Экспериментальные методы исследования космичеких лучей сверхвысоких энергий. Материалы Всесоюзного симпозиума. — Якутск, 1972. С. 69.
  31. Antonov R.A., Ivanenko I.P., Rubtsov V.I. Installation for measuring to primary energy spectrum of cosmic rays in the energy rangr above 1015 -1016 eV // Proc. 14 ICRC, Munchen, 1975, V.9. P.3360.
  32. Antonov R.A., Chernov D.V., Fedorov A.N., Petrova E.A. Primary Cosmic Ray Spectrum Measured Using Cherenkov Light Reflected from the Snow Surface. // Nuclear Physics В (Proc.Suppl.), 52B, 1997. P.182−184.
  33. Antonov R.A., Chernov D.V., Fedorov A.N., Petrova E.A. Cosmic Ray Spectrum Measured Using Cherenkov Light Reflected from the Snow Surface. // Proceedings of XV Cracow Summer School of Cosmology «The cosmic ray mass composition,» Lodz, 1997. P. 183−189.
  34. Fomin Yu.A., Khristiansen G.B., Kulikov G.B. et al. Energy spectrum of cosmic rays at energies of 5 • 1015 5 -1017 eV. // Proc. 22 ICRC, Dublin, 1991, 2. P.85−87.
  35. Antonov R.A., Chernov D.V., Fedorov A.N., Korosteleva E.E., Petrova E.A., Sysojeva T.I., Tkaczyk W. Cosmic Ray Spectrum Measured Using Cherenkov Light Reflected from the Snow Surface. // Proc. 25 ICRC, Durban, 199.7, 4. P. 149−152.
  36. Abu-Zayyad Т., Al-Seady M., Belov K., Bird D.J., Boyer J., et al. Status of the High Resolution Fly’s Eye Detector: Operation and instalation. // Proc. 25 ICRC, Durban, 1997, 5. P.329−332.
  37. Abu-Zayyad Т., Al-Seady M., Belov K., Bird D.J., Boyer J., et al. The Capabilities of the High Resolution Fly’s Eye Detector. // Proc. 25 ICRC, Durban, 1997, 5. P.325−328.
  38. Pierre Auger Project Desing Report // The Auger Collaboration, 1995.
  39. Boratav M. The Pierre Auger Observatory Project: an Overview. // Proc. 25 ICRC, Durban, 1997, 5. P.205−208.
  40. Linsley J. Space-Airwatch for Cosmic Rays: a New Method Category. // Proc. 25 ICRC, Durban, 1997, 5. P.381−382.
  41. AIRWATCH Collaboration, AIRWATCH Scenarios for a Space Observatory for Detection of Extreme Energy Cosmic Rays and Atmosphericfi
  42. Phenomena, // Proc. of Workshop on Observing the Highest Energy-Particles (> 1020 eV) from Space, November, 1997.
  43. В.И., Поляков В. А., Рыкалин В. И. Спектральные характеристики некоторых типов фотоумножителей. // ПТЭ № 4, 1987. С.151−155.
  44. Л.Б., Кабиков В. Б. Эффективный коэффициент сбора фотоэлектронов ФЭУ-49Б. // ПТЭ № 4, 1988. С. 147−149.
  45. .К. Дипломная работа. — М.: МИФИ, 1983.
  46. А.И., Казанский Ю. А., Матусевич Е. С. Основы экспериментальных методов ядерной физики. — М.: Атомиздат, 1970 — С.242
  47. А.П. Ядерная радиоэлектроника. — М.: Наука, 1967 — С. 49.
  48. Г. В., Христиансен Г. Б. Космические лучи сверхвысоких энергий. 4.1. — М.: Изд-во Московского Университета, 1984. С. 32.
  49. Pesci A. A search for an optimum wavelength range for UV Cherenkov telescopes. // Proc. of the International Workshop, Calgary, 1993. P.192−198.
  50. К.К. О свечении земной атмосферы в непрерывном спектре. // Доклады Академии наук СССР, Т. 87, № 4, 1952. С. 551.
  51. Роч Ф., Гордон Дж. Свечение ночного неба. — М.: Мир, 1977. С. 135.
  52. Bott-Bodenhausen М., Holl I., Kabelchaht A. et al. A new air Cherenkov counter concept for the observation of extended air showers. // Nuclear instruments and methods in Physics Research. A315, 1992. P.247.
  53. С. Физика космических лучей. 4.1. Ядерно-физический аспект. — М.: Мир, 1973. С. 538.
  54. Ю.И., Калекин О. Р., Степанян А. А., Чаленко Н. Н. О природе вспышек, регистрируемых черенковскими детекторами. // Известия Академии наук, сер. физическая, Т. 61, № 3, 1997. С.609−612.
  55. А.Н. Дис. .канд. физ.-мат. наук. — М.: НИИЯФ МГУ. 1996. С. 61.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!