Характеристики каскадов от частиц высокой энергии и калориметрическая методика изучения первичных космических лучей тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. М.В.ЛОМОНОСОВА

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ ИМ. Д.В.СКОБЕЛЬЦЫНА

ХАРАКТЕРИСТИКИ КАСКАДОВ ОТ ЧАСТИЦ ВЫСОКОЙ ЭНЕРГИИ И КАЛОРИМЕТРИЧЕСКАЯ МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ПЕРВИЧНЫХ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ .

01.04.16 - физика ядра и элементарных частиц 01.04.23 - физика высоких энергий

АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ НАУК

На правах рукописи

ХЕЙН ЛЕВ АБРАМОВИЧ

МОСКВА - 1996

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте ядерной физики им. Д. В.Скобельцына Московского государственного университета им. Ы.В.Ломоносова.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

профессор Деденко Леонид Григорьевич (физический факультет МГУ) кандидат физико-математических наук Фрадкин Моисей Иосифович (ФИРАН) Ведущая организация: Московский Инженерно-физический Институт

Защита диссертации состоится 1996 г. в

час. на заседании диссертационного совета K-Q53.05.24 в Московском государственном университете им. М.В.Ломоносова по адресу: 119899, Москва, НИИЯФ МГУ, 19 корп., ауд. 2-15.

О диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НШЯФ МГУ.

Афтореферат разослан уЛЫхрТд 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор физико-математических

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

За почти 40-летнюю историю адронного калориметра, начало которой било положено Н.Л.Григоровым, основные вопросы, касающиеся свойств каскадов в веществе калориметра, определяющих качество выполнения задачи прибора - измерения энергии ядерно-активных частиц высокой энергии - являлись предметом достаточно пристального изучения. Тем не менее, даже при наличии самых детальных этветов, полученных в одной области, переход в другую область гребует проведения дополнительных исследований. В частности, экс-терименты с тестовыми пучками на ускорительных установках, где на Зольшой статистике возможно проведение калиброванных измерений, делают возможным получение чрезвычайно детальных данных о про-рльных и поперечных свойствах каскадов. Но накопленные сведения 1в в состоянии закрыть вопросы, возникающие в экспериментах по фямой регистрации частиц частиц космических лучей высокой энер-•ии. Это связано как с переходом к более высоким энергиям частиц, •ак и с включением в качестве первичных частиц ядер.

Специфика этих вопросов во многом также происходит от огра-[ичений в весе и объеме приборов, свойственных этим эксперимен-■ам. Неполное поглощение каскада делает актуальной информацию о ;родольном развитии ливня. Достаточно грубая сегментация калори-[етра при отсутствии возможности предварительной калибровки дела-т не простым решение задачи определения оси каскада, где прояв-:яют себя поперечные свойства каскада. И наконец, необходимость азмещения в непосредственной близости от калориметра детекторов аряда делает крайне актуальной проблему альбедо.

Данные о свойствах каскадов в плотных средах от адронов с нергиями за I ТэВ крайне малочисленны. Данные о каскадах в кало-

риметре от ядер тяжелее протона отсутствуют. Информация о свойствах альбедо, за исключением альбедо нейтронов, полученная к настоящему времени, чрезвычайно фрагментарна.

В 1984 и 1986 г. в НИИЯФ МГУ были осуществлены эксперименты с прибором "СОКОЛ", установленным на борту спутника, по изучению потоков ядер космического излучения с энергиями 1-100 ТэВ. Установка состояла из калориметра глубиной в ~5.5 протонных пробега для измерения энергии и твердотельных черенковских детекторов, расположенных перед калориметром, для измерения заряда. Калориметр был продольно и поперечно сегментирован. Таким образом, была доступна информация о поперечных и продольных свойствах каскадов от ядер. Особую важность для эксперимента "СОКОЛ" представляля проблема воздействия альбедных частиц из калориметра на показания детекторов заряда. Понимание вышеуказанных свойств каскада, оптимальный их учет во многом определяли качество проведенных измерений. Кроме того, результаты их анализа имеют ценность для будущих экспериментов подобного типа.

Целью настоящей работы является экспериментальное и теоретическое исследовании свойств каскадов, создаваемых высокоэнергичными частицами в плотных средах, существенных при регистрации таких частиц с использованием калориметров - в первую очередь, свойств альбедо из калориметра. Работа выполнена в рамках эксперимента "СОКОЛ".

В работе решались следующие задачи:

1.Расчет альбедо от высокоэнергичных электронно-фотонных ливней, создаваемых непосредственно первичным у-квантом и возникающих в ходе развития адронного каскада.

2.Создание комплекса программ для обработки данных эксперимента "Сокол", анализ фоновых эффектов, методические расчеты,

введение поправок в результаты измерений.

3.Анализ поперечного и продольного развития каскадов от ядер в калориметре по данным эксперимента "СОКОЛ".

4.Экспериментальное исследования альбедо, регистрируемого детекторами заряда установки "СОКОЛ".

5.Моделирование сигнала, создаваемого альбедными частицами в детекторах заряда установки "СОКОЛ".

Актуальность темы диссертации состоит в том, что исчерпывающее понимание свойств каскадов в плотных средах необходимо как при проектировании приборов по регистрации адронов и ядер высокой энергии, так и при обработке результатов измерений, проведенных с их использованием.

Научная новизна и практическая ценность работы заключается в следующем:

Впервые на данных моделирования проведено детальное исследование характеристик альбедо от высокоэнергичных электронно-фотонных ливней, создаваемых в плотных средах как непосредственно первичным г-квантом, так и возникающих в ходе развития адронного каскада, и получены аппроксимационные формулы.

Впервые представлены результаты измерений продольного развития каскадов от ядер в калориметре.

Впервые представлены результаты исследования альбедо, регистрируемого твердотельными черенковскими детекторами, проведенного на основании данных измерений установкой "СОКОЛ" с привлечением моделирования.

Проведенный анализ важен для энергетических м зарядовых измерений в эксперименте "СОКОЛ", его результаты могут быть полезны при разработке будущих приборов, подобных использованному в этом эксперименте.

з

Вклад автора.

Личный вклад автора в эксперимент "Сокол" заключался в создании комплекса программ для обработки на ЭВМ данных эксперимента "Сокол". С помощью этого комплекса была проведена обработка эксперимента от уровня телеметрии до определения интенсивностей различных зарядовых групп. Автором был проведен анализ различных фоновых эффектов, выполнен ряд методических расчетов, введены необходимые поправки в результаты измерений.

Моделирование альбедо от электронно-фотонных ливней, создаваемых первичным у-квантом, было выполнено автором совместно с А.В.Пляшеиниковым, остальные расчеты самостоятельно.

Полный список печатных работ по теме диссертации с участием автора содержит 36 наименований.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладыва лись на 19-й, 21-й и 23-й Международных, Всесоюзных 1984 и 1986 гг. и Межрегиональной 1993 г. конференциях по космическим лучам и симпозиуме в Лодзи 1988 г.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы, изложена на 137 страницах, иллюстрирована 42 рисунками и содержит 17 таблиц. Список литературы содержит 78 наименований.

Автор защищает:

1. результаты расчета и модельные представления для альбедо от высокоэнергичных электронно-фотонных ливней, создаваемых как непосредственно первичным »'-квантом, так и возникающих в ходе развития адронного каскада;

2. Результаты анализа продольного развития каскадов от ядер в калориметре по данным эксперимента "СОКОЛ" и аппроксимирующее

эксперимент выражение для длини поглощения каскада от лггр

3. Результаты экспериментального исследования альбедо, регистрируемого тзердотелышми черепковскими детекторами установки "СОКОЛ".

4. Результаты моделирования сигнала в детекторах заряда "СОКОЛ" и полученные на их основе заключения о механизмах, отвечающих за зтот сигнал.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении излагается общая постановка задачи, делается обзор литературы и списывается структура диссертации.

Первая глава посвяаена общему рассмотрению различных аспектов эффекта альбедо вне привязки к эксперименту "СОКОЛ".

Сначала анализируется физика генерации и регистрации потоков альбедных частиц. Приводится обзор экспериментальной и расчетной ситуации с альбедо.

Далее излагаются результаты расчета средних характеристик альбедо у-квантов из электронно-фотонного ливня. Расчет проведен по программе А.В.Пляшешниковым, включающей в себя б качестве составных частей метод Монте-Карло и решение сопряженных уравнений электромагнитной каскадной теории. На рис.1 приводится результаты расчета среднего числа альбедных фотонов с энергией выае 0.1 Мэв в железе в зависимости от энергии первичного кванта для трех углов его падения. Существенным моментом является чисто степенной характер зависимости: М^Ед'

Далее анализируются различные характеристики тока альбедных фотонов: зависимость от глубина начала каскада, энергетические спектры, угловые и радиальные распределения.

Для того, чтобы понять происхождение полученных з моделирова-

нии закономерностей поведения тока альбедных фотонов, построена простая модель испускания и распространения каскадных фотонов, формирующих альбедо. Модель приводит к выражению для полного тока альбедных фотонов, в котором рост с первичной энергией имеет степенным вид. При этом следующая из выражения зависимость показателя степени от энергии и угла падения первичного кванта удовлетворительно аппроксимирует результаты моделирования. Это демонстрируется таблицей I, где сопоставляются соответствующие значения показателя 5.

Табл.1 Значения з для разных веществ, энергий и углов падения первичного кванта, полученные в расчете и следупдие из модели.

Вещество РЬ Fe Fe Fe

cos©0 1 .0 1 .0 0.8 0.6

расчет 0.71 0.48 0.54 0.64

модель 0.70 0.49 0.56 0.64

Далее с использованием результатов, полученных для первичного у-кванта, делается переход к случаю первичного адрона, т.е. рассчитываются поток альбедо r-квантов за счет электронно-фотонных подкаскадов, генерированных высокоэнергичными /-квантами, рожденными вперед в ядерном взаимодействии. Записывается система уравнений, для которой оказывается возможным получить аналитическое решение.

В конце главы приводится приводится сравнение результатов моделирования альбедо электромагнитного каскада с данными измерений, проведенных с калориметром установки ZEUS в DESY.

Во второй главе описывается установка "СОКОЛ". Излагаются

основные моменты обработки эксперимента. Подробно огеуздаетсл алгоритм определения оси каскада в калориметре. Табл.2 характера • зует точность проектирования оси каскада на уровень детекторов заряда (ДЗ).

Табл.2 Усредненная по событиям оценка ср.кв. ошибки координаты оси на уровне детекторов заряда.

число рядов 3 4 5

<о > см им д 0.98 0 .67 0 .55

При такой точности локализации оси ошибка идентификации прохождения частицы через радиатор детектора заряда ДЗ-1, предназначенного для регистрации протонов и ядер гелия, оказывается близкой к 10%.

Далее в главе приводятся результаты анализа продольных характеристик каскадов от ядер в калориметре, зарегистрированных в эксперименте "СОКОЛ". На рис.2 приводятся каскадные кривые протонов с Е > 3 ТзВ, взаимодействующих в первом слое поглотителя калориметра и в первых пяти слоях. На рис.3 приводятся полученные в предположении экспоненциального затухания каскада значения длин поглощения для четырех зарядовых групп, представленные как функция средней энергии на нуклон первичного ядра, а-частицы представлены случаями взаимодействия в первом слое поглотителя калориметра, протоны - в первом слое и в первых пяти слоях, более тяжелые ядра - без отбора по месту взаимодействия. Сплошной прямой показана параметризация, в которой использовались результаты измерений с первичными заряженными пионами на ускорителях при энергиях до 250 ГзВ и результаты измерений с адронами космических лучей, регистрируемых на уровне гор, энергий до 8 ТэВ. Пунктирная прямая характеризует данные эксперимента "СОКОЛ" и соответствует

формуле

о

\ = 343 + 91 1ог10{Е(ТэВ1/А) г/см

В качестве причины сдвига двух параметризаций можно указать отличие каскадов от пионов и нуклонов.

В третьей главе анализируются свойства альбедо из калориметра по показаниям детекторов заряда в эксперименте "СОКОЛ", в первую очередь, детектора направленного действия ДЗ-1. Обсуждаются связь сигнала с каскадом в калориметре, энергетическая зависимость, пространственное распределение, зависимость от наклона ливня, оценивается характер одиночного сигнала в секции ДЗ-1, сравнивается полный сигнал в ДЗ-1 и ДЗ-2.

Заряд в приборе "СОКОЛ" определялся по показаниям твердотельных черенковских детекторов направленного светосбора (ДЗ-1) для протонов и а-частии, и диффузного светосбора (ДЗ-2) для более тяжелых ядер. ДЗ-1 состоял из одиннадцати секций. Секция представляла из себя цилиндрический радиатор из плексигласа радиусом 8 см и толщиной 5 см и соединенный с ним на оптическом контакте ФЭУ-49. Сбор света, испущенного в радиаторе ДЗ-1 в направлении от фотокатода, был подавлен зачернением передней поверхности радиатора. ДЗ-2 состоял из четырех секций. Радиатор секции представлял из себя плексигласовую пластину толщиной I см. Для анализа альбедо используются показания всех секций кроме одной - той, через которую прошла первичная частица, т.е. в которую проектируется ось каскада из калориметра.

В табл.3 представлены основные характеристики альбедо для частиц четырех зарядовых групп, причем для протонов и а-частиц отдельно для случаев взаимодействия в поглотителе до первого ряда и между первым и третьим рядами. Представлены события с Е > 2 ТэВ и Е > 5 ТэВ. Приведены следующие характеристики: доля событий с

з

альбедо в ДЗ-1, среднее число сработавших секций ДЗ-1 (га* - по случаям с альбедным сигналом - здесь и далее соответствующее усреднение в отличие от усреднения по всем случаям будет помечаться звездочкой) , средняя амплитуда сработавшей/ секции (?*), средняя суммарная амплитуда в ДЗ-1 ) и средняя суммарная амплитуда в ДЗ-2 (2£2). Кроме того, приведены среднее удельное энерговыделение в первом ряду калориметра и средняя энергия первичной частицы.

Табл.3 Характеристики обратного тока для событий пяти зарядовых групп при двух энергетических порогах. Протоны и ¿»-частицы представлены отдельно случаями взаимодействия в первом слое поглотителя (до первого ряда) и во втором плюс третьем слоях.

ядро Е ТэВ доля % т1 К £А1 ЕА2 с!Е1 Гэв„ dx г/см

р 1-ый слой >2 56+6 1.6±0.1 0.22±0.02 0.20+0.03 1.9±0.3 1.0+0.1

>5 64+10 1.7±0.2 0.22±0.03 0.24+0.03 2.8±0 .8 1 -2±0 .2

р 2+3 слои >2 15+4 1 .3±0.1 0.22±0.04 0.04±0.01 0.8±0.3

>5 24+9 1.4±0 .2 0.25+0.06 0.08±0.03 0.7±0.5

а 1-ый слой >2 бб±5 2.1±0 .1 0.26±0.01 0-36±0.04 4.4±0.б 1.4+0.1

>5 69+9 2 .6±0 .3 0,27±0.02 0.47±0.09 5.7±0 .4 1 . 9±0.3

а 2+3 слои >2 29±6 1.6±0.2 0.17±0.02 0,08±0.02 0.7±0.2

>5 35±14 2.8±0.9 0.16±0.03 0.16+0.06 1.1±0.4

М >2 71 ±5 3.0+0.2 0.39±0.02 0.85±0.13 7.4±0.9 1 .7+0.1

>5 87+7 3 .9±0 .4 0.35+0.03 1.07+0.21 10.0±2.8 2.5+0.5

н >2 86 ±4 3.8+0.2 0.44±0 .03 1.42+0.16 12.2+1.7 2.2+0.2

>5 9б±4 4.8±0.5 0.47+0.04 2.20±0.39 14.4+2.8 3.6+0.7

УН >2 93+6 4.7+0.3 0.44+0.02 2.01+0.16 18.8±2.4 2.7+0.2

>5 100 5.3+0.6 0 .41±0.0 4 2.16±0.34 22.6+4.3 3.1±0.4

В четвертой главе приводятся-, результаты расчета сигнала в детекторах заряда установки "СОКОЛ" и сопоставляются с результатами измерений. Сначала рассматривается механизм генерации альбедо, обсуждаемый в первой главе, т.е. генерация электронно-фотонными подкаскадами от рожденных вперед в ядерных взаимодействиях высоко-энергкчных квантов. Результат сравнения с экспериментом негативный - этот механизм приводит к сигналу как в ДЗ-1, так и в ДЗ-2 примерно на порядок недостающему до эксперимента.

Затем рассматривается второй механизм: мини-каскады от /-квантов, непосредственно рожденных назад в адрон-ядерных взаимодействиях в ходе развития адронного каскада. Ядерно-адронный каскад моделировался по программе автора, электромагнитный - по программе ЕСБД. В качестве генератора адрон-ядерного и ядро-ядерного взаимодействия использован генератор ОСБМ Н.А.Амелина, особенностью которого является совмещение высокоэнергетической физики множественного рождения с внутриядерным каскадом, который ответствен за выход частиц назад. На последнем этапе моделирования рассчитывалось также распространение черенковского света, испущенного электронами с учетом многократных отражений от поверхностей радиатора ДЗ-1 и переднего стекла Ф0У.

Так как моделирование адронного каскада производилось до достаточно высокого порога, ниже которого по оценкам и доступным из"других расчетов данным генерируется около или несколько более половины обратно направленных /-квантов, то для моделирования эффекта от недостающих квантов было введено эффективное усиление источника /-квантов.

В табл.4 сравниваются экспериментальные и расчетные средние характеристики сигналов в ДЗ-2. Представлены протоны с Е > 2 ТэВ, взаимодействующие до первого ряда калориметра. Приведены варианты

ю

с коэффициентом усиления источника ки(_т =1, кист=1.5 и 1<ист=2. Энергетический спектр первичных частиц моделируется с интегральным показателем ?=1.7. Приведены также коэффициенты корреляций сигнала в ДЗ-1 и ДЗ-2.

Табл.4 Экспериментальные и расчетные средние характеристики сигналов в ДЗ-2. Расчет представлен тремя вариантами усиления источника.

доля ш2* _ « А2 ш2 Еа2 корр.

эксперимент 35+6 1.74±0.13 4.5+0.5 0.4б±0 .06 2.1+0.2 0.23

Р а с ч е т к =1 ист 13+2 1.12±0.04 5.9±0.9 0.15±0 .02 0.9±0.2 0.26

к =1 .5 ист 20±2 1.21±0.05 4.7+0.5 0.25±0.02 1.2+0.2 0.41

к -2 ис т 27±3 1.25±0 .05 5.4±0.4 0.33+0.03 1.8±0 .2 0.43

Мэжно заключить, что усилением источника удается приблизить расчет к эксперименту.

В табл.5 для той же выборки приведены полученные в расчете суммарные сигналы в ДЗ-1. Так же как и для ДЗ-2, представлены три варианта усиления источника. Приведены также варианты с меньшим, чем в полученном в наземных измерениях ослаблением эффективности сбора света, испущенного в направлении от фотокатода ФЭУ косл

Табл.5 Средние суммарные амплитуды сигнала в ДЗ-1, рассчитанные для протонов с Е > 2 ТэВ, взаимодействующих до первого ряда калориметра. Представлены три варианта усиления источника кц(;т и ослабления эффективности сбора света, испущенного з направлении от фотокатода ФЭУ к

к . ос л ист \ 20 4 2

1 0 ,030±0.004 0.064±0.006 0.13+0.01

1 .5 0 ,040±0 .005 0.091+0.009 0.19±0.02

2 0 .063±0.007 0.14 ± 0.01 0.28+0.02

Так как экспериментальное значение средней суммарной амплитуды составляет ёа «0.23±0.04, то расчет приближается к эксперименту только при значениях косл меньиих 4. Столь малые значения слишком сильно противоречит результатам наземных измерений.

Анализ корреляций сигнала в ДЗ-1 и ДЗ-2 также приводит к выводу о том, что за сигналы в ДЗ-1 ответственны главным образом иные, нежели реализованные в моделировании механизмы.

В заключении приведены основные результаты диссертации, которые могут быть сформулированы следующим образом.

1. С использованием результатов моделирования детально проанализированы свойства альбедо ^-квантов, генерируемого электрон-фотонным каскадом в плотных средах. Получено, что

а) зависимость полного тока альбедных фотонов от первичной энергии имеет чисто степенной характер на интервале не менее чем в пять порядков по энергии как для железа, так и для свинца. Показатель степени энергетической зависимости возрастает при уплотнении вещества и увеличении наклона каскада.

б) Основная масса альбедных фотонов содержится при энергиях 1-2 МэВ, средняя энергия в свинце выше, чем в железе и несколько возрастает в обоих веществах с ростом первичной энергии.

в) Зависимость альбедо от глубины начала каскада является близкой к экспоненциальной. Длина ослабления полного тока альбедо при этом слабо зависит от первичной энергии и, при измерении в г/см2, от вещества, будучи близкой к пробегу на комптоновское рассеяние фотонов с энергиями около I МэВ.

2. Построена простая модель генерации альбедо каскадом, хорошо передающая основные закономерности поведен/я полного альбедно-го тока и приводящая к удобным аппроксимационной формулам.

3. Выведены выражения для альбедо, генерированного электрон-фотонными подкаскадами от энергичных у-квантов, рожденных в ядерных взаимодействиях в ходе развития каскада от первичного адрона.

4. Создан комплекс программ для обработки данных эксперимента "Сокол". С помощью этого комплекса проведена обработка эксперимента от уровня телеметрии до определения интенсизностей различных зарядовых групп. Проведено методическое исследование свойств каскадов, различных фоновых эффектов, прочих факторов, требующих учета.

5. Проведено исследование поперечных и продольных свойств каскада в калориметре, на основании которого в частности:

а) показано, что реализованная процедура воспроизведения геометрии событий обеспечивает точность локализации места прохождения первичной частицы через детекторы заряда на уровне ^ * I см, причем точность повышается при увеличении энергии;

б) получено, что зависимость длины поглощения хвоста каскада в от энергии на нуклон первичного ядра может быть аппроксимирована выражением

2

X = 343 + 91 1ог10(Е(ТэВ)/А} г/см

6. Проведено детальное исследование характеристик сигнала от альбедо, зарегистрированного детекторами заряда в эксперименте "СОКОЛ". Получены следующие основные выводы:

а) Зависимость от первичной энергии суммарного сигнала в ДЗ-1 близка к ~ Е0"33.

б) Суммарный поток альбедо на плоскость ДЗ-1 существенно растет при увеличении наклона каскада, но его часть, попадающая в осевую секцию, практически не увеличивается.

в) Амплитуда суммарного сигнала в детекторе заряда ненаправленного светосбора ДЗ-2 примерно на порядок превышает амплитуду

суммарного сигнала в детекторе заряда направленного светосбора ДЗ-1.

г) Альбедо не внесло значимых искажений в зарядовые измерений с использованием ДЗ-1 в эксперименте "СОКОЛ". Из данных эксперимента следует, что искажения не должны существенно осложнить регистрацию протонов и при подъеме на два порядка по энергии. 7. Моделирование сигнала, создаваемого альбедными частицами в детекторах заряда установки "СОКОЛ", привело к следующим выводам:

а) Ни сигнал в ДЗ-2, ни сигнал в ДЗ-1 не могут быть объяснены альбедо от высокоэнергичных электрон-фотонных подкаскадов.

б) Сигнал в ДЗ-2 может быть объяснен мини-каскадами от рожденных назад в адрон-ядерных взаимодействиях у-квантов;

в) Версия происхождения сигнала в ДЗ-1 за счет света, испускаемого в радиаторе альбедными частицами из мини-каскадов от рожденных назад в адрон-ядерных взаимодействиях /-квантов эксперименту не удовлетворяет.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1.Иваненко И.П., Рапопорт И.Д., Шестоперов В.Я...... Хейн Л.А.

и др. Энергетический спектр и зарядовый состав первичных космических лучей с энергией свыше 2 ТэВ. Письма в ЖЭТФ, 1988, т.48, вып.Э, с.468-471.

2.Иваненко И.П., Рапопорт И.Д., Шестоперов В.Я...... Хейн Л.А.

и др. Методические вопросы исследования космических лучей высокой энергии на ИСЗ "Космос-1543" и "Космос-1713" с аппаратурой "Сокол". Часть I. Препринт НИИЯФ МГУ - 88 - 5/82,

3.Иваненко И.П., Рапопорт И.Д., Шестоперов В.Я.,..., Хейн Л.А. и др. Методические вопросы исследования космических лучей высокой энергии на ИСЗ "Космос-1543" и "Космос-1713" с

аппаратурой "Сокол". Часть 2. Препринт НИИЯФ МГУ - 88 6/83, Москва, 1988.

4.Ivanenko I.P., Rapoport I.D., Shestoperov V.Ya..... Khein L.A.

et al. Energy spectrum and cosmic ray composition In the region of energies higher than 1 TeV Investigated onboard the "Cosmos-1543" and "Cosmos-1713" satellites. Proc. 21 ICRC, Adelaide, 199Q, v.3, p.77-79.

5.I.P.Ivanenko, V.Ya.Shestoperov, L.O.Chikova..... Khein L.A.

et al. Energy spectra of cosmic rays above 2 TeV as measured by the "SOKOL" apparatus. Proc. 23 ICRC, Calgary, 1993, 2, 17-20.

6.В.Я.Шестоперов, И.Д.Рапопорт, Ю.Б.Басина, ...Л.А.Хейн, и др. Характеристики обратного тока частиц, генерируемых ядрами первичного космического излучения высокой энергии в поглощающем веществе. Ядерная Физика 1994, т.57, с.858-867

7.Khein L.A., Plyasheshnikov A.V. Albedo of Photons In High Energy Electromagnetic and Hadronic Cascades. Nucl. In3tr. and Methods, A342 (1994) 451-457

ю5 104

103

Ж

ю2

10

-•д

,д л'

Д'

' „V л'

со$е=о.б

У

У

у со^6=0.5

у»

-- со5б=!.£>

о

1 10 102 ю3 ю4 105 10е

Е0(ГэВ)

Рис.1. Среднее число альбедных фотонов с энергиями Е > 0.1 МэВ в хелезе в зависимости от энергии первичного кванта для трех углов его паления; прямая - степенная аппроксимация с параметрами из табл.!

10

10'

к

. I I

ъ

X

I

200

• 400

X (г/см )

600

I

Рис.2 Каскадные кривые протонов с энергиями Е > 3 ТэВ,

взаимодействующих до первого ряда (•) и по всой глубине калориметра (о)

Рис..3. Пробеги поглощения для протонов и а-частиц, взаимодействующих до первого ряда, и ядер групп М и УН как функция массового числа частицы. Представлен также протон без ограничения по глубине взаимодействия (полный крухок).