Президиума ран
Скачать 1.66 Mb.
|
Развернутый отчетНа международном высокогорном трехуровневом экспериментальном комплексе ATHLET (Тянь-Шаньская высокогорная научная станция ФИАН, 3340 м над уровнем моря), нацеленном на проведение исследований в области физики и астрофизики космических лучей при энергиях 1012 – 1018 эВ, существенно расширена установка ГОРИЗОНТ, состоящая из центрального и четырех периферийных пунктов. Она предназначена для изучения ШАЛ в диапазоне энергий первичных частиц 1016 эВ - 1019 эВ, приходящих под большими – до 85° – зенитными углами. В составе таких ШАЛ содержится много мюонов с энергиями 1012 – 1013 эВ, которые регистрируются всеми детекторными пунктами. Электронно-фотонная и нуклонная компоненты ШАЛ под такими углами полностью поглощаются в атмосфере, до уровня наблюдения доходят только мюоны и черенковское излучение. Система оптических зеркальных детекторов предназначена для сбора и регистрации излучения Вавилова-Черенкова в атмосфере при прохождении ШАЛ высокой энергии, все ее детекторы расположены в центральном пункте, она работает только в ясные безлунные ночи и представляет собой три параболических зеркала с фокусным расстоянием 65 см и диаметром 150 см, смонтированных на поворотном устройстве. Поворотное устройство позволяет регистрировать излучение Вавилова-Черенкова с направлений от 0 до 85 по зенитным углам и от 0 до 360 по азимутальным углам. В фокусах двух зеркал расположены фотоэлектронные умножители ФЭУ-49Б. В фокусе третьего зеркала, установленного в 2012 году и отъюстированного, расположен фотоэлектронный умножитель ФЭУ-65. Диаметр фотокатода всех ФЭУ равен 15 см, поэтому угол обзора каждого зеркала равен 13. Третье зеркало позволяет взаимно калибровать и контролировать другие детекторы, обеспечивая угловую точность прихода ШАЛ не хуже 2°. В отличие от оптической система регистрации мюонов является всепогодной и может работать непрерывно. Ее детекторы находятся во всех пяти пунктах и представляют собой пластические сцинтилляторы, поставленные вертикально. В 2012 году в дополнение к ранее установленным 8 детекторам добавлено еще 9. Световые вспышки со сцинтиллятора регистрируются фотоэлектронным умножителем ФЭУ-49Б. Семнадцать СЦ-детекторов установки распределены по пунктам регистрации, которые отмечены цифрами на Рис.1. Пункт “0” является центром установки и содержит 4 СЦ-детектора. Расположение пунктов “1”, “2”, “3”, “4” и число детекторов в них составляют соответственно: 460 м на юг от центра (8 СЦ-детекторов), 420 м на север (1 СЦ-детектор), 120 м на запад (2 СЦ-детектора), 150 м на восток (2 СЦ-детектора).  Рис. 1. Расположение детекторных пунктов установки ГОРИЗОНТ К настоящему времени (декабрь 2012 года) сцинтилляционная система установки проработала 520 часов. За это время было зарегистрировано 3124 события. Предварительная обработка полученного экспериментального материала показала, что порог системы СЦ-детекторов установки равен 51016 эВ. В течение 2012 гг. было набрано 120 часов совместной работы системы СЦ-детекторов и оптической части установки. Оси зеркал были направлены под зенитным углом 70 на восток. Регистрировались ливни, оси которых приходили на установку под зенитными углами в пределах от 65 до 75. В настоящее время набранный экспериментальный материал обрабатывается и анализируется. Одной из задач обработки этого материала является взаимная калибровка двух способов определения энергии первичной частицы, породившей ливень: 1) по пространственно-временным распределениям потоков заряженных частиц; 2) по излучению Вавилова-Черенкова. Среди событий, зарегистрированных под зенитными углами 65-75 градусов, обнаружены ливни, в которых передний фронт импульсов от потоков частиц, зарегистрированных на СЦ-детекторах, расположенных в пункте “0”, опережает фронт импульсов от излучения Вавилова-Черенкова на времена более 20 нс. На Рис.2 приведено событие, когда частицы пришли на установку раньше излучения Вавилова-Черенкова на 27 нс. Энергия первичной частицы (≈1017 эВ), вызвавшей это событие, была оценена по величине импульсов от излучения Вавилова-Черенкова. Только после прохождения толщи атмосферы в 300 г/см2 ШАЛ с энергией 1017 эВ испускает поток фотонов, достаточный, чтобы вызвать на оптической системе установки ГОРИЗОНТ импульс, превышающий порог регистрации, который определяется фоном ночного неба. В направлении под зенитным углом 70 количество вещества от границы атмосферы до уровня наблюдения, расположенного на высоте 3340 м над уровнем моря, составляет около 2000 г/см2. Следовательно, фотоны переднего фронта излучения Вавилова-Черенкова на своем пути проходят в атмосфере количество вещества, равное 1700 г/см2. Естественно предположить, что частицы, которые опередили фотоны излучения Вавилова-Черенкова и были зарегистрированы на СЦ-детекторах, являются мюонами от распада пионов из ядерного каскада ШАЛ. В событии, показанном на Рис.2, мюоны пришли раньше фотонов излучения Вавилова-Черенкова на 27 нс и были зарегистрированы одновременно двумя рядом расположенными СЦ-детекторами. Время опережения 27 нс возможно только при условии, что детекторы находятся от оси ливня на расстоянии, равном 400 м. Одновременная регистрация мюонов двумя СЦ-детекторами означает, что плотность потока мюонов на расстоянии 400 м от оси ливня была не менее, чем один мюон на квадратный метр.  Рис.2. Экспериментальное событие, зарегистрированное 6 января 2012 г.: – мюоны; – - излучение Вавилова-Черенкова. Проведенное моделирование ШАЛ показало, что при энергии первичной частицы E0 1017 эВ плотность в один мюон на квадратный метр на расстоянии 400 м от оси ливня практически невозможна, если первичная частица является протоном, альфа-частицей или ядром из группы CNO. Следовательно, ливни, в которых фронты импульсов от потоков мюонов опережают фронты импульсов от излучения Вавилова-Черенкова на 27 нсек вызваны частицами, более тяжелыми, чем ядра из группы CNO. Таким образом, за время эксплуатации установки ГОРИЗОНТ в 2012 г. получены первые результаты, показывающие высокую информативность индивидуальных пространственно-временных характеристик сильно наклонных ШАЛ. Показано, что в индивидуальных ШАЛ можно выделять ливни от тяжелых первичных ядер [29]. На детекторах экспериментального комплекса ГРОЗА продолжено комплексное изучение явлений в грозовой атмосфере. Комплекс ГРОЗА – это установка нового поколения, которая позволяет одновременно регистрировать широкие атмосферные ливни, радиоизлучение, изменение электрического поля, потоки гамма излучения, высокоэнергичных электронов и позитронов, а также нейтронов, в том числе тепловых, в атмосферном грозовом разряде. Уникальность установки заключается как в разнообразии регистрирующей аппаратуры, так и в её высокогорном местоположении, позволяющем проводить исследования непосредственно вблизи грозовых разрядов. Пункты регистрации излучений размещены на различных высотах, в пределах 3,4 – 4 км над уровнем моря (Рис.3), что позволяет получать профили распределения излучений внутри облаков не только в горизонтальной, но и в вертикальной плоскостях.  Рис.3. Расположение пунктов регистрации излучений установки ГРОЗА на высотах 3,4 – 4 км над уровнем моря на ТШВНС ФИАН.  Рис.4. Пример одновременной регистрации вспышек гамма-излучения, вспышек быстрых электронов, вспышек тепловых нейтронов, мощных всплесков радиоизлучения во время атмосферного разряда, который фиксируется по скачку электрического поля. Исследования, проведенные на комплексе «Гроза» в 2012 г. были связаны с прецизионным определением временных корреляций наблюдаемых высокоэнергичных излучений. Впервые были проведены одновременные комплексные наблюдения всех видов проникающих излучений на больших высотах, что явилось новым инструментом изучения процессов, протекающих в грозовой атмосфере. На Рис. 4. показаны временные корреляции вспышек гамма-излучения, вспышек быстрых электронов, вспышек тепловых нейтронов, мощных всплесков радиоизлучения во время атмосферного разряда, который фиксируется по быстрому изменению (скачку) электрического поля. Полученные на комплексе ГРОЗА новые данные стали важным источником информации о механизмах генерации высокоэнергичных проникающих излучений и о фундаментальных процессах, происходящих в атмосферных разрядах [5, 13-18]. На Памире в Ак-Архаре впервые проведена успешная экспозиция РЭК площадью 36 м2, специально ориентированная на регистрацию длиннопробежных частиц (две части РЭК, расположенные одна над другой на расстоянии 2,5 м по вертикали). Экспонированная рентгенографическая пленка доставлена в Москву. В течение года велась планомерная проявка рентгенографических пленок из РЭК, экспонированных в составе экспериментального комплекса АДРОН-М на ТШВНС с последующим просмотром и предварительными измерениями.  Рис. 5 Расчетное распределение каскадов по глубине РЭК в предположении о быстром росте сечения чарморождения Поскольку одно из возможных объяснений наблюдаемой длиннопробежной компоненты в глубокой свинцовой РЗК основано на гипотезе о быстром росте с энергией сечения образования чармированных мезонов D+-, D0 (до 2 мбарн/нуклон при энергии в сотни ТэВ) проведены соответствующие модельные расчеты поглощения адронов в свинце. Показано, что при сечении 4 мбарна/нуклон при Х ≥ 0.4 на кривой поглощения адронов в РЭК после зазора появляется характерный пик (рис 5). По экспериментальным данным, полученным с помощью ренгенэмульсионных камер эксперимента ПАМИР, уточнена доля протонов в составе ПКИ при энергиях 1015 – 1017 эВ с учетом функции отклика установки, определенной методом компьютерного моделирования. Доля протонов в составе ПКИ составляет (15 -20)% при Е0 = 1015 ÷ 1017 эВ, т.е. практически не изменяется с энергией в пределах погрешности [21]. В течение всего года велась обработка и анализ полученных ранее экспериментальных данных на уровне гор [2,3,19,20], разработка новых экспериментальных установок [1,22,23], моделирование, аналитические расчеты и обзор актуальных проблем по тематике, связанной с астрофизическими и ядерно-физическими аспектами космического излучения. Опубликовано и послано в печать в 2012 г. |
Похожие:
 | Российской Академии Наук Институт проблем нефти и газа со ран министерство... Председатель – Александр Федотович Сафронов, чл корр. Ран, председатель Президиума Якутского научного центра со ран, директор ИПНГ... | | Внешних Участие в государственных научно-технических программах, федеральных целевых программах, интеграционных программах со ран, программах... |
| Внешних Участие в государственных научно-технических программах, федеральных целевых программах, интеграционных программах со ран, программах... | | Внешних Участие в государственных научно-технических программах, федеральных целевых программах, интеграционных программах со ран, программах... |
| «Нейтринная Физика» программа фундаментальных исследований президиума ран Полученная величина с учётом результатов других экспериментов с солнечными нейтрино даёт прямое экспериментальное доказательство... | | Николаевич Кафедра «Философия» Первый вице-президент Российского Философского общества, ведущий научный сотрудник Института философии ран. Член Президиума Российской... |
| Николаевич Кафедра «Философия» Первый вице-президент Российского Философского общества, ведущий научный сотрудник Института философии ран. Член Президиума Российской... | | О соотнесении постановления президиума ран №196 от 25. 04. 2008 с... Тематический план лекций по гигиене труда для студентов 5 курса медико – профилактического факультета |
 | Докладчик к и. н., профессор С. А. Халфин Уважаемые ветераны войны и труда! Доклад на торжественном заседании Президиума унц ран, посвященном празднованию 70-й годовщины Победы советского народа в Великой... | | Предварительная научная программа малый конференц-зал Президиума... Российско-Азербайджанский симпозиум с международным участием «Катализ в решении проблем нефтехимии и нефтепереработки» |
| Отчет о научно-исследовательской работе по программе фундаментальных... Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского Отделения Российской академии наук | | Программа фундаментальных исследований Президиума ран №8 «разработка... «Разработка «безызносных» подшипников скольжения спутниковых антенн для работы в отсутствии смазки в открытом космосе» |
| Отчет за 2013 г. По программе фундаментальных исследований ... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... По предложению ведущего заседание Президиума Жилина С. П. члены Президиума проголосовали за предложенную повестку дня |
| Программа фундаментальных исследований Президиума ран перспективы... России и Украины по приоритетным направлениям модернизации, инновационного и технологического развития | | Утверждаю” Координатор Программы академик С. М. Алдошин положение... Лейбниц в письме Гольдбаху пишет: "Музыка есть скрытое арифметическое упражнение души, не умеющей считать". И гольдбах ему отвечает:... |
