Характеристики потока первичных космических лучей в области энергий 10 ТЭВ на частицу тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ



МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, СУДИА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ у т

И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМШИ ГОСУДЛРСТЙГОШЙ J

УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В.ЛШОНОСОВА

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬШМ ИНСТИТУТ ЯДЕРНОМ ФИЗИКИ

^ I

На главах рукописи УДС 587.591.15

ЗАЦЕПИН Виктор Иванович

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОТОКА ПЕРВИЧНЫХ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЙ1 В ОБЛАСТИ ЗНЕГОШ £ 10 ТЭВ НА ЧАСТИЦУ

(01.04.16 - физика ядра и элементарных частиц)

Автореферат диссертации па сои скате учшоЯ степени доктора физико-математических наук

Моста - 1990

Ра йота выполнена в Научно-исследовательском институте ядерной физики Московского государственного университета им. М.В Ломоносова.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук 10.А.Смородин (физический институт им. П.Н.Лебедева АН СССР),

доктор физико-математических наук

A.А.Стетанян (крымская астро-фиаи-ческал обсерватория АН СССР),

доктор физико-математических наук

B.Я.Шестоперов (научно-исследовательский институт ядерной физики 1 МГУ)

Ведущая организация: Институт ядерных исследований АН СССР

Защита диссертации состоится "_" _1990 г.

в _ часов на заседании Специализированного совета по

ддеряой и атомной физике при Московском государственном университете им. М.В.Ломоносова (Д-053.05-42).

Адрес: Москва П989Э, Ш1Я5» МГУ, 19 корпус, ауд. 2-15.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ШИЯФ МГУ.

Автореферат разослан "_"_1990 г.

УЧЕШЙ СЕКРЕТАРЬ СПЩШШЗИРШШЮГО СОВЕТА доктор физико-математических наук ^ ^ профессор У^'',//'-^ ВЛ. Романовский

I. ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Диссертация посвящена экспериментальному исследование энергетических спектров космических лучей в области энергий ъ 10 ТэВ/частицу. Опа содержит описание эксперимента, выполненного в стратосфере на средней глубине II г/см2, В эксперименте были измерены спектры основных групп ядер первичного космического излучения.

Работа выполнена в соответствии о планом научно-исследовательских работ НИИЯФ МГУ по тепе: "Исследование космического излучения при помощи рентген-эмульсионннх камер" (государственный регистрационный номер тема 78063897).

Актуальность темы

Эта тема является одной из основных тем экспериментальных исследований в физике космических лучей. Такие исследования имеют целью выяснение физических условий в космическом пространстве и все еще сохраняют важное значение для физики элементарных частиц. Актуальность таких исследований связана прежде всего с вменением природы, источников космических лучей, механизмов их ускорения и распространения. Сравнение спектров первичних космических лу-чеЕ (1ШЛ) и спектров вторичных компонент всегда было в физике космических лучей одним из основных каналов для получения и проверки информации о характеристиках взаимодействий адрон - ядро и ядро - ядро во (фрагментационной области. Наконец, надежные прямые данные по химическому составу в области энергий 10 -К*4 эВ палаш для калибровки косвенных методов, используемых в области сверхвысоких энергий (>Л015 эВ).

Цель работы

Целью работы было экспериментальное исследование энергетических характеристик протонной и ядерной (х^- 2) компонент первичных космических лучей в области .> Ю ТэВ на частицу. Для достижения эгоЯ цели на высотннх автоматических аэростатах экспонироиолись эмульсионные камеры. Все обнаруженные в камерах каскады были разделены на группы по природе образовавших их первичных частиц: протонов, ядер гелия, ядер с зарядом 5 =6 — 9 (1Л — группа), ядер с заря-

дои 1052.-5 19 (1! - группа), ядер с зарядом 20 ( УН -группа). Для каздой группы каскадов измерены интенсивности и показатели спектров.

Для определения заряда частиц использовались ядерные эмульсии, а анергия частиц определялась по рентгеновским пленкам.

Па защиту вшосятся:

1. Опт проведения крупномасштабного эксперимента в стратосфере на глубине II г/см2 для измерения энергетических спектров и химического состава ПКЛ эмульсионной методикой.

2. Практическая разработка эмульсионного метода изучения химического состава ПКД для области энергий >, 10 ТэВ на частицу.

3. Информация об интенсивностях и спектральных индексах основных груш ШШ в области энергий > 10 ТэВ на частицу.

4. Результаты исследования методической надежности измерений характеристик протонного спектра фотометрическим методом.

5. Указание на отличие показателя спектра протонов ПКД в области энергий ^ 10 ТэВ от обычно принимаемых значений 1,6-1,7.

6. Указание на различие показателей степени первичных протонов и остальных ядер ПКЛ в области энергий £ 10 ТэВ на частицу.

Новизна осноших результатов диссертации

Автором развито новое направление - использование эмульсионной методики для исследования энергетических спектров и

химического состава ГШ в области энергий > 10 ТэВ на частицу.

В диссертации:

1. Практически разработан новый метод исследования химического состава ПКЛ для области энергий 10 ТаВ на частицу, обладающий удовлетворительным разрешением во заряду 2 и энерговыделению у и позволяющий создавать установки о наибольшей для заданного веса геометрической эффективностью.

2. Получены новые экспериментальные данные об энергетических спектрах основных групп первичных космических лучей

в области энергия ■>, 10 ТэВ на частицу.

3, Получено указание на отличие показателя протонного спектра в области энергий > 10 ТэВ от обычно принимаемых значений 1,6-1,7.

4. Получено указание на отличие показателя спектра протонов от показателя спектра остальных ядер ПКЛ в области энергий > 10 ТэВ на частицу.

Научная и практическая ценность работн

Научную и практическую ценность работы составляют:

1. Опыт проведения крупномасштабного эксперимента в стратосфере на высоте 32 км для измерения энергетических спектров и химического состава основннх груш: ПКЛ.

2. Простой и надежный метод исследования химического состава ПКЛ для области энергий > 10 ТэВ на частицу, в котором для измерения заряда используются ядерные пленки, а для поиска событий и измерения анергии - рентгеновские пленки. Метод позволяет создавать установки с наибольшей для заданного веса геометрической эффективностью. Развитая методика свободна от влияния "обратного тока", являющегося серьезным мешающим <|акгором для установок калориметрического типа, использующих в качестве детекторов сцинтвлляцион-ные и ненаправленные черепковские счетчшш.

3. Экспериментальные данные об энергетических спектрах протонов, ядер гелия и ядер групп М, Н и УН дая области энергий > 10 ТэВ на частицу.

4. Опыт использовашя ядерных пленок для измерения энергии каскадов фотометрическим методом.

5. Возможность учета полученной информации при плакировании новых экспериментов.

Вклад автора

Автор принимал участие на всех этапах работы, включая разработку конструкции камеры, контроль на изготовлением, организацию и осуществление полетов на высотных автоматических аэростатах, подбор н эвакуацию аппаратуры.

Лично автором предложен новый метод исследования химического состава ПКЛ, а также ряд процедур, сделавших возможным практическое использование этого метода:

- использование рентгеновского источника для первичной

координатной привязки регистрирующих слоев камеры?

- использование линий разреза в качестве координатных осей;

- использование многозарядных релятивистских ядер для точной координатной привязки регистрирующих слоев;

- некоторые усовершенствования фотометрического метода измерения анергии (введение в практику аппаратурной функции фотометра, указание на внергетическув зависимость разрешения).

Анализ экспериментальных данных выполнен либо лично автором, либо под его руководством. Большая часть работ по теме диссертации подготовлена и написана автором.

Апробация работа

Основные результаты настоящей работы представлялись и докладывались на Всесоюзных конференциях по космическим лучам в Якутске (1585 г.), Алма-Ате (1988 г.), Международных конференциях по космическим лучам в Пловдиве (1977 г.), Киото (1979 г.), Париже (1981 г.), Бангалоре (1983 г.), Ла-Хойя (1985 г.), Москве (1587 г.), 5-ом международном симпозиуме по взаимодействиям космических лучей высокой энергии в Лодзи (ПНР, 1988 г.), на сессиях отделения ядерной физики АН СССР, на научных семинарах в НИШ® МГУ, Й1АН СССР, ИЯИ АН СССР,

Публикации

Основные результаты диссертации опубликована в 17 работах. Список этих работ приведен в конце автореферата. Полный список печатных работ с участием автора диссертации содержит 70 наименований.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. В конце каждой главы (кроме первой) приводятся краткие выводы. Объем диссертации составляет 323 страницы, в том чиоле 122 рисунка и 49 таблиц. Список литературы включает 308 наименований.

П. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность изучения спектров я состава первичного космического излучения и кратко рассмотрена экспериментальная ситуация, существовавшая к началу нашей работы.

В результате исследований, выполненных в 60-х годах в ССОР на спутниках серии "Протон" было установлено, что опектр ядер гелия во всей исследованной области энергий (< 2 ТэВ/нуклон) может быть описан простим степенном законом с показателем р - 1,7, в то время как в спектре протонов был обнаружен лзлом показателя степени от значения р - I с: 1,6 в области энергий <0,5 ТэВ до

1~ 2,2 в области энергий > 2 ТэВ. Эти результаты были восприняты научной общественностью о недоверием из-за того, что для измерения заряда в этом эксперименте использовались сцинтилляциошше счетчики, показания которых Могли быть искажены частицами, рассеянными назад из тяжелого вещества калориметра (обратный ток). В эксперименте на спутнике "Прото;г-4" для измерения заряда использовался уже направленный черепковский счетчик, но полученная статистика событий была недостаточна для надежных заключений. Помимо раздельной регистрации спектров различных ядер на спутниках этой серии был измерен также спектр всех частиц. Эти измерения охватили широкий энергетический интервал от 10*1 эВ До нескольких единиц на 1015 эВ на частицу. И в спектре всех частиц бнла замечена особенность, которая также была интерпретирована авторами как проявление излома в протонном спектре. Хотя обратный ток не влияет на измерений спектра всех частиц, недоверие к такой интерпретации осталось.

В дальнейшем калориметрические измерения спектра яротонов и ядер гелия были выполнены в США в 1972 г., но из-за малой длительности экспозиции в этом эксперименте была исследована только область Е< I ТэВ на частипу, где эти измерения не противоречили данным спутников "Прогон".

Экспериментальные данные о спектрах ядер тяжелее

гелия имелись только в области энергий < 100 ГэВ на нуклон.

Многочисленные попытки получить информацию о химическом составе ПКЛ предпринимались также с помощью различиях косвенных методов, но полученные выводы били крайне противоречивыми из-за низкой чувствительности этих методов к химическому составу 1ЖЯ и высокого уровня экспериментальных и расчетных погрешностей. Все это приводило к необходимости разработки прямых методов, обеспечивающих возможность получить хорошее разрешение по заряду и создание светосильных приборов, способных собрать достаточный для надежных выводов статистический материал для области энергий >10 ТэВ на частицу,

Кратко описана идея нового метода исследования химического состава ПКЛ и получеиные с его помощью результаты, отмечена научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе описана конструкция экспериментального устройства и рассмотрены методические вопросы, связанные с определением анергии частиц и измерением интенсивности и спектральных индексов Jf -квантов, адронов и ядер.

Для регистрации ПКЛ применена эмульсионная методика, использующая рентгеновские пленки для измерения энергии каскадов и ядерные пленки для измерения заряда частиц и определения параметров траектории. Экспериментальные данные получены в стратосфере на выооте 32 нм над уровнем моря.

В первом полете, выполненном в 1975 г. для отработки методики, использовалась камера, состоящая из 16 свинцовых пластин, размером 100 х 50 х 0,5 си3. Под каждым сдоем свинца помещался светонепроницаемый пакет с двумя листами рентгеновской и одиням листом ядерной пленки. Экспозиция продолжалась ю 70 часов. Опыт обработки этой експозицви показал, что для надежного определения природы первичной частицы конструкцию камеры необходимо изменить. Поэтому в других бково8йцияк, выполненных в 1978 г. (юс было пять с общим временем т 190 часов), Камера собиралась по схеме

10 слоев свинца, толщиной по I мм о ядерными пленками в кавдом олое для надежного измерения заряда + 14 слоев свинца толщиной по б мм о рентгеновскими и ядерными плёнками в каждом слое для измерения энергии л определения параметров траектории частиц.

После приземления аэростата камера демонтировалась и из нее извлекались пленки для проявления и последующей обработки. Для контроля степени проявления на кадций лист рентгеновской пленки через строго контролируемую толщину бумаги наносились метки от радиоактивного источника.

Развивающиеся в камере каскада "засвечивают" рентгеновскую пленку и после проявления обнаруживаются в виде темных пятен размером ^100 мкм. Их можно увидеть пря просмотре пленок невооруженным глазом или с помощью лупн с небольшим увеличением. Поиск пятен, созданных электронно-фотонными каскадами (ЭФК) производился во всех слоях камеры. Пятна из разных слоев с одинаковыми (на глаз) зенитным и азимутальным углами, удовлетворяющие еще некоторым другим условиям (подходящие координаты, ожидаемое изменение оптической плотности от слоя к слога и т.п.), объединялись в ЭФК. Не было серьезных трудностей при идентификации пятен, принадлежащих одному каскаду. Затем второй слой рентгеновской пленки смывался и пятна фото-метрировались на микрофотометре, оборудованном револьверным устройством с набором крутлюс диафрагм. Измерения были выполнены диафрагмами о радиусами 42, 71, 119 и 203 мкм. Для определения энергии использовалось наибольшее значение оптической плотности в каскаде, которое принималось за значение оптической плотности в максимуме каскада. Определение энергии в данной работе основано на сравнении оптической плотности в максимуме каскада о соответствующим рассчитанным значением. £яя расчета оптической плотности на любой заданной глубине в каскаде (для простоты рассматривается случай нормального падения ЭФК на камеру) используется следующая формула:

1¡^¿х | (I)

где М «= & {0 , а к (ё.ал,-£ ) - плотность электронов на глубине -ь в электромагнитном каскаде, образованном первичной частицей с энергией ¿о на расстоянии X от его оси. В расчетах по формуле (I) испольвуется эмпирическая зависимость Ъ (к,) а теоретическое пространственное распределение электронов ^(£0,1, ) для подходящих начальных условий , ^ , ) . Зависимость 2) (н.)

была определена путем одлуч^тя пленки в пучках 30 МэВных позитронов от линейного ускорителя ИШ АН СССР, Величина и. изменялась путем изменения временя облучения. До значений У1 и 0,1 шш~2 плотность частиц определялась счетом треков в ядерной эмульсии. Перед проявлением на пленку наносилась метка от эталонного радиоактивного источника, оп- . тическая плотность которой (^дГ ) служила в дальнейшем стандартом для степени проявления пленок иа равных экспериментальных экспозиций. Знспериментальные данные были описаны зависимостью вида

о

о параметрами ^о = 6 и = 6,0 ^ 0,15 шаг, где максииальная оптическая плотность, до которой можно аа-светить пленку при бесконечной экспозиции, а 5 - эффективная площадь зерна после проявления. Величина оказалась зависящей от угла между поверхностью пленка и направлением потока частиц и для условий экспозиции в стратосфере (средний угол ~ 45°) определена равной Д^Б = = 11,3 + 0,2. В реальных условиях, когда пятна создаются электромагнитными каскадами, значение этого параметра может бить больше, т.к. в реальном ливне существует спектр электронов (отклик пленки зависит от анергии электрона) и имеется еще фотонная компонента, которая мокет создать некоторое количество верен дополнительно к зернам, образованным электронной компонентой. Величина \о 6 . определенная путем измерений в пятнах, образованных реальными каскадами в пленках, экспонированных на горах (вместе с ядерными эмульсиями для счета плотности электронов >г), была ранее определена равной = 13,3 ^ 0,5. Поэтому именно эта величина была использована в расчетах по фор-

муле (I).

В качестве модели пространственного распределения частиц в электромагнитном каскаде И. (£,, х, -Ь ) было использовано осевое приближение теории ЭФК, но абсолютное вначенйе плотности электронов было нормировано к экспериментальным данным, полученным японскими флзиками на пучках электронов с энергиями 50, 100 и 300 ГэВ. Использованная в этих экспериментах огрукгура камер совпадала оо структурой нашх камер (толщина слоев поглотите-, лей б мм Р& и зазоры по ~ I мм)« Ото ослабляет требова-г ния к точности поправок на неоднородность средн. Для учета рассеянного света, иокакаюцего Измерения особенно при больших плотностяхь в практику впервые была введена экспериментально определяемая аппаратурная функция фотометра. Идея введения такой функции принадлежит польским физикам» Для вычисления зависимости Л от зависимость (I) заменяется^теперь зависимостью ^

«Л ] (3)

где 1р ( х , ) - аппаратурная функция фотометра, а 1?ос1 - радиус осветительной диафрагмы.

Методика определения этой функции описана в § 1.7. В § 1.8 рассмотрены поправки в энергии, возникающие из-за отклонений от стандартных условий (поправки на отклонение от стандартного проявления, поправки из-за наклонного падения ЭФН, поправки на рассеяние частиц в зазоре мевду свинцом и регистрирующим слоем пленки). Окончательная формула для определения энергии каскада Имеет вид

где ¿¡а - энергия, соответствующая значению, определенному из кривойЪнм (£о), рассчитанной по формуле (3). Н -величина зазора. Коэффициенты А и В зависят от измерительной диафрагмы.

В § 1.9 и 1.10 рассмотрены вопросы, связанные с искажением измеряемых интенсивностей электронно-фотонных и адронных каскадов из-за электромагнитных и измерительных

флухтуаций, а в § 1.11 рассмотрены особенности измерений энергетических спектров ядер и вычислена функция С- = х , где £ - энергия ЭФК, измеренная поЗ^^, а - полная электромагнитная анергия, выделенная взаимодействовавшей частицей в ядерно-электронный каскад. Отличие измеренной энергии £ от выделенной анергии ге^ связано с начальным угловым распределением пучка у -квантов в адронноы или ядерном каскаде. В последнем параграфе первой главы рассмотрено влияние флукгуаций энерговыделения у на энергетические характеристики потока протонов и ядер.

Во второй главе описана методика определения природы первичной частицы. Как уже было сказано, эмульсионная камора содержала 25 регистрирующих слоев ядерных эмульсий и 14 слоев рентгеновских пленок. В каждом слое, где были рентгеновские пленки, находились также и ядерные пленки. В самых верхних II слоях камеры били только ядерные пленки. Между слоям-! пленок располагались свинцовые пластины, в которых взаимодействовали первичные частицы и развивались электронно-ядерные каскаду. Идея определения природы первичной частицы состоит в том, чтобы с необходимой точностью указать координаты траекторий первичной частицы во всех слоях ядерных эмульсий выше То шеи взаимодействия по координатам центров ЭФК гоше точки взаимодействия, найти и рассмотреть под микроскопом трек частицы и по параметрам трека (плотность зерен на единицу длины, ширина трека и т.д.) определить заряд,

Для решейия этой задачи необходимо иметь точную координатную привязку регистрирующих слоев ядерных пленок, т.е. анать взаимное расположение пленок при экспозиции. Эта задача решалась в два этапа. Грубая привязка осуществлялась перед полетом в лабораторных условиях с помощью системы меток, наносимых лучом рентгеновского источника ( КзЗ) сверху (через специальные отверстия в кон-

тейнере и свинцовых пластинах) и с боков (через специальную маску). Точная привязка (второй этап) осуществлялась на этапе обработки пленок путем прослеживания ^взаимодействовавших в камере тяжелых релятивистских ядер групп

Н я VH.

Метод предполагает следующую дополнительную последовательность работ по сравнению с работам!, необходимыми для измерения энергии каскадов без Идентификации первичных частиц.

1. Нанесение специальных меток с помощью рентгеновского источника сразу носле сборки камеры для первоначальной координатной привязки регистрирующих слоев.

2. Поиск ядерно-электронных каскадов в ядерных пленках под пятнами в рентгеновских пленках (после проявления экспонированных пленок).

3. Точную координатную привязку слоев ядерных пленок путем прослеживания релятивистских ядер, пересекающих всю кадтру без взаимодействия,

4. Измерение координат ливней во всех слоях ядерных пленок, где они найдены.

5. Расчет координат треков нервнчной заряженной частицы з ядерных пленках вше вершины данного каскада по координатам ливней, измеренным mixe точки взаимодействия.

6. Поиск трека первичной частицы под микроскопом по предсказанным координатам.

7. Определение заряда первичной чаотицы.

Просмотр ядерной эмульсии осуществлялся под микроскопом При 135 кратном увеличении. Размеры смотровых столиков наших микроскопов позволяли измерять координаты на'базе, но превышающей 150 мм х 150 мм. Поэтому каждый лист ядерной пленки с исходным размером 480 х 460 мм был разрезан на пластины размером 120 х 115 мм2. В каждом регистрирующем слое камеры было 2 таких листа, так что полное количество пластин в какдом слое было 32, а во всей камере 800 (в камере было 25 регистрирующих слоев). Линии разреза ядерной эмульсии служили в дальнейшем осями декартовых координат. Разметка линий производилась на прецизионном координатографе с точность» отсчета 100 мкм по обеим координатам. Каждый лист ядерной эмульсии перед разметкой выставлялся в одно и то же положение на столе координатографа с помощью системы рентгеновских меток. Погрешность такой установки не прпвшвла I мм. Разрез ядерных пленок

по координатным линиям осуществлялся р максимальной тщательностью с помощью специального резака.

Координатные столики микроскопов были оборудованы отсчетными системами нониусного типа с ценой деления 60 ыкм. Угол мевду координатными линейками мог изменяться в небольших пределах, что позволяло с хорошей точностью установить их с помощью микроскопа под прямым углом и зафиксировать с помсдьр винтов. В качестве координатных линеек использовались линейки от итанген-циркулей.

На координатном столике ядерная пластинка плотно прижималась к координатным линейкам и фиксировалась о помощью грузов. Точность установа была определена экспериментально и оказалась не хуже 50 мкм по обеим координатам.

Привязка по рентгеновским меткам еще не обеспечивает необходимой точности для надежного Поиста греков первичных частиц из-за погрешностей, возникающих после разреза исходных листов ядерной вмульоии на пластины меньшего размера. Поэтому бта процедура была дополнена привязкой с помощью прослеживания фоновых релятивистских ыногозаред-ных ядер, пересекавших камеру без вааимодействия. Эта процедура позволяла определить взаимные сдвиги и повороты Между координатными осями (линиями разреза) соседних слоев. Для определения этих параметров каждая камера разбивалась на 6 независимых модулей и в каждом модуле прослеживались 12 дцер Групп Н й УН. Минимизировались суммы квадратов отклонений «с Дх'к я > гДе

j - номер слоя, К - номер'частицы, а и e>yjtí -

разности между рассчитанными и измеренными координатами треков ядер, что позволяло определить взаимные сдвиги и повороты координатных систем в соседних слоях каждого модуля.

После'определения сдвигов и поворотов кооддиватнык систем в соседних сдоях, уточнялись расстояния между ними по вертикали. Предварительно они измерялись по горцев™ рентгеновским меткам. (Облучение о торцов осуществлялось через узкие прямолинейные прорези в металлической Маске, йдна прорезь выставлялась перпендикулярно слоям

-16 -1

камеры, другая прорезь при этом была наклонена к ним под углом 45°. На каждой пленке получалось тагам образом две рентгеновские метки - одна от вертикальной щели, а другая от наклонной. Расстояние между этими метками позволяет определить расстояние мезду регистрирующими слоями пленок).

Для улучшения точности описанные процедуры повторялись в цикле несколько раз. В результате расстояния между слоями пленок, разделенными 5 мм свинцовыми пластинами, определялись о погрешностью 50 мкм, а между слоями, разделенными одном длим етровыми свинцовыми пластинами - с погрешностью 30 мкм. Сдвиги координатных систем определялись с ошибкой 25 мкм, а ошибка определения поворота двух соседних слоев составляла 5*10~4 радиан,

В результате обработки траекторий фоновых многозарядных ядер полетное расположение пленок становится известным. Следующий этап обработки заключается в определении координат траектории первичных частиц, образовавших высокоэнергичные каскады в камере. Этот этап начинался с измерения координат отобранных для обработки ливней во-всех слоях ядерных пленок, где эти ливни были найдены. По измеренным координатам определялись зенитный у и азимутальный Iр углы для каждого каскада. Погрешность определения углов ^ и Ц) в среднем составляла 0,2 . После этого по координатам ливня и известным углам ^ и у вычислялись координаты траектории первичной частицы в вышележащем слое (о учетом взаимных сдвигов и поворотов). В вычисленной таким образом точке производился поиск трека первичной частицы.

Точность предсказания места поиска проверялась экспериментально. Для этого использовались каскады, которые были видны во всех слоях ядерной эмульсии (когда взаимодействие было в крышке камеры). Расчет угловых характеристик такого каскада производился только по тем слоям, где каскад был виден в рентгеновской пленке. Затем рассчитывалось положение ливня в вышележащем слое. Расчетные координаты сравнивались затем с измеренными. Среднеквадратичное отклонение составило 110 мкм для каскадов

с <г 0,5 я 140 мим для каскадов с 1,21,7. Некоторое увеличение дисперсии для более пологих каскадов связано с возрастанием погрешностей из-за неточного знания расстояний между'слоями.

По иногозарядным ядрам, использованным для координатной привязки, было установлено, что азимутальный угол трека в одном слое определяется с точноотыо &

длина проекции трека на плоикосгь ядерной эмульсии - с точностью о; 0,05 (зенитный угол в ядерных эмуль-

сиях из-за усадки при проявлении не сохраняется, а сохраняется только длина проекции £ = , где ^ -толщина эмульсии до проявления, а ~ зенитный угол частицы).

Исходя из этих характеристик были определены следующие основные критерии для поиска треков первичной частицы, образовавшей ЭФК с зенитным углом у* и азимутальным углом ц>* :

1. Трек должен находиться в круге радиусом Я = 500 мкм с центром б предсказанной точке.

2. Отклонение измеренного значения азимутального угла трека от расчетного значения с^* не должно превышать 3°.

3. Измеренное значение длины проекции Трека не должно более чем на 15 % отличаться от расчетного значения

4. Трек частицы не должен наблюдаться вне ливня в слоях ниже вершины данного каскада (если при взаимодействии возник фрагмент, то он должен находиться внутри пучка ливневых частиц).

5. Частица Доляна прослеживаться во всех слоях вше вершины каскада в пределах установленного крута поиска.

Перечисленные выше критерии позволяли надежно идентифицировать каскады, образованные первичными (X -частицами или более тяжелыми ядрами групп 1,1, Н я УН. Рассмотрены фоновые условия для какдого типа первичных ядер. Ожидаемое число случайных «X -каскадов составляет не более одного на 100 прослеженных протонных каскадов. Ожидаемое число случайных каскадов с 3 > 3 составляет не более одного на 300 прослеженных каскадов, образованных протонами или сх -частицами. Вероятность не найти в круге

поиска истинную первичную частицу меньше 5 %.

Протоны идентифицировались по отсутствию трека с зарядом 2 на траектории оси каскада. При таком определении протонной группы фоном являются каскады, образованные вторичными частицами из остаточной атмосферы' (адроны и $ -кванты). Для уменьшения этого (¡юна разработаны и описаны как методы идентификации гамма-адрониых семейств, так и методы оценки примеси одиночных у-квантов и адронов.

В последнем параграфе этой главы описана методика определения заряда ядер с Л 6 путем сканирования трека прямоугольной целью 32 х 1,6 мкм2 (в плоскости ядерной эмульсии) на сканирующем микрофотометре ИФО-451. В качестве характеристики заряда использовалась оптическая плотность ядерной эмульсин, когда изображение трека находится на осп измерительной щели фотометра. Калибровочные измерения бшш выполнены в ядерной эмульсии, облученной под разныш углами ядраш кислорода и углерода с энергией 4 ГэВ/нуклон. При измерении трека ядра в среднем в восьми олоях разрешение по 2 составляет I, 1,7 и 3 единицы заряда соответственно для ядер групп М, 1Г и УН.

Для отождествления ядер гелия был использован метод очета зерен на единице длины грека.

В конце главы сформулированы краткие выводы.

3 третьей главе приведены основные характеристик выполненной экспозиции. Описана калибровка фотометрического метода определения энергии путем сравнения с энергией, определенной для некоторой выборки по счету треков} оценена погрешность определения электромагнитной энергии; выполнена оценка примеси атмосферных одиночных.каскадов среди каскадов протонной группы; описана процедура перехода от измеренных спектров толчков к сиектру частиц по полной энергии. Результаты приводятся в виде таблиц, где все зарегистрированные каскады разделены на группы по т^пу первичной частицы (Р, Не, М, И, УН), если вершинное взаимодействие было внутри камеры, или по месту взаимодействия (в крышке камеры, в остаточной атмосфере), если вершина каскада находилась вне камеры. Исследована ыето-

- -

дическая погрешность измерения показателя протонного спектра. Описаны результаты фотометрических измерений спектра протонных каскадов в ядерных пленках.

Некоторые сведения о' выполненной експозиции приведены в табл. I, где т - продолжительность экспозиции,

Таблица I

Номер; Дата каме-:экспо-: ры |зиции т, час |г/см2 |Ба-:эор, :мкм ¡¿,<»2 ТэВ), • м~2чао"*1ор~

12 8.78 г 28 12,8 200 1,16 0,06 4,9+1

13 8.78 г 28 9,4 200 1,18 0,05 3,0 ± 0,8

14 9.78 г 54 7,4 690 0,93 0,07 3,0 ± 0,6

15 9.78 г 32 10,6 20С 1,59 0,07 Б,4 ± 1,1

16 9.78 г 46 14,2 200 1,45 0,09 2,4 ± 0,5

5 9.75 г 71 10,8 250 1,03 0,10 7,06± 0,8

- средняя глубина.'В колонке "зазор" указано удаление рентгеновской пленки от поверхности вышележащего поглотителя. Отношение < 2>и> /<Д«Г> характеризует степень проявления пленок. относительная диспероия оптической плотности меток, ¿р (%- 2 ТэВ) - интенсивность протонных каскадов с измеренной анергией£¡>2 ТэВ (ошибки - статистические) . Из табл. I следует, что среднее значение оптической плотности метки 2>м определялось для кавдой камеры о точностью 1-2 % 40 измерений). Т.к. статистическая ошибка - больше, то разброс интенсивностей должен определяться статистикой, а не методическими причинами. Однако из табл. I видно, что разброс больше статистического. Это может означать, что в методике РЭК имеются параметры, плохо.контролируемые радиоактивным источником, и для более надежного определения энергии каскадов необходима калибровка фотометрического метода другим методом. Наш был использован для калибровки метод счета тренов в ядерных пленках, експонировавшихоя вместе с рентгеновскими пленками. Результаты показаны в табл. 2, где приведены средние значения отношений энергии £ь , измеренной фото-

метрическим методом, к энергии , измеренной но счету треков.

Таблица 2

.Зкспери-: Но-^чмента-: Е.А.Зшлчалова мер ;

камеры

Е.С.Вакуленко

12

13

14 16 16

б

0,90 л 0,С4 1,10 + 0,14 0,88 + 0,Со 1,04 + 0,20 0,86 ^ 0,03 1,33 ^ 0,10

1.04 + 0,03

1.05 ± 0,08 1,05 ± 0,09

1.10 ± 0,04

1.11 + 0,09 1,04 + 0,07

Из таблицы видно, что имеет место систематическое различие результатов разных экспериментаторов. Чйсло треков определяется о ошибкой 10 В результате анализа методических погрешностей Вы было установлено, что использованные нами процедуры приводят к недомеру энергии на 10 ± 3 % (из-за счета треков не точно в максимуме каскада по Ы ). Рассмотрены также погрешности, связанные с ограничением угла между ливневыми треками (^ 2,5 %), с оценкой энергии электрона £ по среднему чиолу тренов

Ы (+ 5 %), Полная погрешность оценки энергии по счету треков составляет ^ 12 %, Погрешность привязки £л к £// по 35 событиям калибровочного массива составляет + 4 %, так что полная погрешность измерения электромагнитной энергии ЭФН составляет ^ 13 %, что должно привести к методической погрешности для интенсивности каскадов*/ ± 25 %,

Результаты для интервала зенитных углов от 25 до 60° приведены в табл, 3. Интенсивности были определены по формуле ¿j - , где П; - число собы-

тий типа j в соответствующем Ьнергетическом интервале, ^ - фактор, учитывающий искажение измеряемой интенсивности из-за электромагнитных и измерительных флуктуаций, 5 - площадь камеры, Л - телесный кол, ^ - коэффициент ослабления потока частиц типа ] в остаточной '

Таблица 3

группа ядер К А > Й V £, ТэВ ¿Е, ТэВ Ё, ТэВ/н Статистика п ¿.Л^срШ

1,6-2 8,6-10,4 9,46 48 0,481

2 - 2,5 10,5-12,9 11,6 67 0,490

р! о 2,5-3 12,9-15,2 14 23 0,184

и я о еч а а № сч 3-4 4-5 15,2-19,9 19,9-24,3 17,4 22 38 21 0,159 8,ВСЮ"2

о & п 5-10 10 - 20 24,3-47,2 47,2-91,6 33,9 65,8 21 5 1,69'Ю"2 2,С8'10~3

20 - 40 91,6-180 129 I 2,08'ПГ4

40 - 80 160-360 245 : 0 -

& а ¡н 0 1 Ы & 1,6-2 ¿4,6-17,9 4,07 15 0,312

-г Ч) 2-5 5-20 20 -160 17,9-40,4 40,4-146 146-1055 6,7 19,2 98 30 7 I 8,60'10~2 4,28'Ю"3 7, ПО"5

8- 1,6-2,5 22,7-33. 1,995 17 4,10'10~1

м * > 2,5-4 33 -49,4 2,88 7 Г.Об'Ю-1

1! ■«! \ ч- 4-10 10 - 80 49,4-109 109-755 5,24 20,5 8 3 3,35 "Ю-2 1,13'Ю"3

& 1,6-2,5 29,3-41,4 1,34 7 3,28"10"^

О С\3 2,5-10 41,4-134 2,86 7 4,28'10~2

N_' * к. $ 10 - 80 134-680 13,2 I 7,60*Ю~4

н ю II 3- 1,6-80 38-1080 4 2 2,50'ГО"3

атмосфере, - вероятность регистрации частяцы типа j в камере, £ - измеренная энергия каскада, р - польая энергия частицы. Если спектры представить по полной энергии на частицу и записать в виде то параметры Sj и ^ имеьт значения, лриэеденлие в табл. 4.

Таблица 4

Группа ядер ; р ; не ; м : н

В.м^ас^ср^ТэВ"1 0,00+0,С6 0,30+0,05 0,394.0,11 0,39+0,21

£ 3,10+0,17 2,71+0,24 2,49+0,27 2,66+0,44

Ошибки - статистические.

Исследована методическая надежность определения показателя протонного спектра. Использованную методику можно схематически представить в виде ряда переходов:

еы , где а - интегральная оптическая плотность, (V - число электронов, £ - энергия электрон-но-позитронной пары, энергия згв-ыезопов, -

полная энергия адрона.

Для оценки погрешности показателя, возникающей при переходе от Л к К. , фотометричеакие измерения энергии каскадов были выполнены также в ядерных пленках. Для них параметры кривой почернения сильно отличаются от параметров в рентгеновских пленках. Для области энергий .>15 ТэВ в ядерных пленках получено значение I = 2,14. При

одинаковой статистике в рентгеновских ллешгах было получено I = 2,21. Методическое различие на этом этапе составляет, тагам образом, ~ 0,07.

Для оценки погрешности, возникающей при переходе от 6 к , был определен показатель спектра искусственных каскадов, наигранных с учетом современных представлешй ори 7Г-/1 взаимодействиях и пространственном распределении частиц в электромагнитном каскаде (о учетом эффекта Ландау-Померанчука-Мигдала). Показано, что на статистике 2000 событий показатель спектра восстанавливается в пределах статистической ошибки.

Полная методическая погрешность показателя спектра при переходе и л к £ была доследована путем вариации используемых параметров и процедур. Показано, что она равна 0,13 и показатель прогонного спектра может быть представлен в виде ^ = 2Д1 ¿ 0,13 + 0,16, где вторая ошибка - статистическая.

В Кинце главы приведены краткие выводы.

3 четвертой главе выполнено оравнение полученных данных с результатами как прямых, так и косвенных измерений, выполненных другими экспериментальными группами. Показано, что спектры ядер групп М и Н в области энергий > 20 ТэВ на часпшу и интенсивность группы VH в области энергий • <м40 ТэВ на ядро согласуется с данными других авторов,. но статистическая обеспеченность имеющихся данных еще мала. Эти данные свидетельствуют о возможности экстраполяции спектров Simo и. ti _в область энергий ~ 100 ТэВ на ядро с обычным наклоном - I = 1,6 - 1,7 (см. рис. 1-3).

Спектры ядер гелия в области энергий > 10 ТэВ на ядро согласуются с экстраполяцией спектров, измеренных на спутниках "Протон" Григорович и др. ив баллонном эксперименте Rt¡ам. e/6 a¿. . Имеется удовлетворительное согласие наших данных с прямыми данными других экспериментальных групп, но отатиогичеокая обеспеченность имеющихся данных также пока мала (ом. рис. 4). .

Подборка экспериментальных данных по протонной компоненте ПКЙ показана на рис. 5. Видно, что в области энергий 10-100 ТэВ имеется удовлетворительное согласие по наклону спектра. Однако разброс интенсивяостей при Е-чГО ТэВ существенно больше статистического, т.е. явно обусловлен методическими ошибками в определении энергии. Ситуация в области энергий >100 ТэВ остается пока неясной из-за бедности статистики.

В последнем параграфе этой главы проверяется представление о крутом протонном спектре путем сравнения расчетов с экспериментальными данными по спектрам одиночных У -квантов и адроиов в стратосфере и на горах и мюонным данным на уровне моря и под землей. Расчеты выполнены А.Д.Ерлыкиным и Н.П.Крутиковой для двух моделей протонного спектра:

традиционной модели, в которой показатель протонного сНектра не отличается от показателей спектра остальных ядер (неизменный химический состав) и модели с изломом Показателя при энергии 5 ТоВ. В расчетах использовано растущее согласно современным данным сечение неупругого взаимодействия и квааи-окейлинговые во фрагментационной области инклюзивные спектрн модели кварк-глюоншя струн, развитой Кайдаловш, Тер-Мартиросяном и Шабельским для столкновения нуклонов с ядраш. Показано, что модель о взломом протонного спектра в области энергий > 5 ТэВ, удовлетворительно описывающая экспериментальные данные настоящей работы, может не хуае, а во многих случаях -лучше, чем модель без излома, описать энергетические спектры одиночных компонент космических лучей в атмосфере. Однако поглощение мюонов в грунте противоречит представлению о резком {0,5 + 0,6) изломе показателя.

О учетом всех имеющихся в настоящее время измерений, как прямых, тан и косвенннх, наиболее вероятной оценкой показателя спектра протонов ПКЛ в области энергий >1С ТэВ является значение I е 1,8 - 1,9.

В конце главы оформулированн краткие выводы.

В заключении приводятся основные результаты и формулируются основные выводы работы:

1, Выполнен эксперимент, в котором стандартная эмульсионная камера размером 60 х 100 см'" я весом 500 кг

6 раз экспонировалась на борту аэростатов на высоте 32 км в общей сложности В течение 250 часов.

2. Предложен и реализован новый метод исследования зарядового состава ПКЙ, в котором для измерения заряда используются ядерные, а для поиска событий и измерения энергии - рентгеновские плёнки. Разработаны процедуры, позволяющие разделить каскады в эмульсионной камере по природе первичной частицы. Метод позволяет создавать простые и надежные экспериментальные установки с наибольшей для заданного веса геометрической эффективность», что имеет первостепенное значение для стратосферных исследований.

3. Измерены энергетические спектры основных групп ядер ПКЛ. Если спектры по полной анергии на частицу представить в виде I; (Е) = (Е/Ю ТэВГ&м~2час~*ср~1Га1Г1, то параметры Bj и д. имеют значения, предотавленные в табл. 1.В. '

Та5лЛ0

; р 1 Не i М ! II

0,8 + 0,06 0,30 + 0,05 0,39 + 0,11 0,39 ± 0,21

ь 3,I0¿ 0,17 2,71 + 0,24 2,49 ± 0,27 2,66 ¿ 0,44

Е, ТэВ ' 10 - 180 15 - 1000 20 - 750 30 - 900

Ошибки - статистические. В последней строке указана область исследованных энергий; >г= 2,62-+ 0,16.

4. Исследована методическая погрешность измерения параметров спектра протонов ГШ в использованной методике, которую схематически можно представить в виде ряда переходов с :

а) Методическая погрешность показателя спектра при переходе от й к h. была исследована сравнением фотометра чешшх измерений спектра в рентгеновских и ядерных пленках. При одинаковой статистике ( 100 событий) получены значения интегрального показателя jiравные 2,14 й 2,21 соответственно в ядерных и рентгеновских плёнках.

б) Методическая погрешность показателя при переходе от £ к была исследована путем обработки спектра искусственных каскадов, наигранных с учетом современных представлений ори ту-А взаимодействия и пространственном распределении частиц в электромагнитном каскаде (учетом эффекта Ландау-Помершсчука-Мигдала). Показано, что на статистике 2000 событий йоказатель спектра восстанавливается в пределах статистической ошибки.

в) "Полная методическая погрешность показателя при переходе от Л к £ была исследована путем вариации Используемых параметров и процедур. Показано, что она равна 0,13 и показатель протонного спектра может быть представлен в виде ji/Mcj. ~ 2,11 ¿ОДЗ + 0»16г где вторая ошибка -

статистическая.

г) Методическая погрешность измерения интенсивности была определена путем калибровзш фотометрического метода методом счета треков. Коэффициент нормировки К = /¿/V определен (по 35 каскадам) с погрешностью + 5'$. Погрешность относительно истшшой энергии £0 равна ^ 12 Полная погрешность относительно £о составляет + 13 что приводит к методической ошибке в интенсивности 25$.

5. Основные особенности измеренных спектров могут быть суммированы следующим образом:

а) Наклон спектра протонов в интервале 10-100 ТэВ согласуется с результатами других экспериментальных групп ("Интеркосмос-6" , Таяеисх а1 , 2АСЕЕ Сокол-2 , , ка^ли^п-а. и ). Об области энергий > 100 ТэВ сколько-нибудь уверенного заключения сделать нельзя из-за малости статистики (единицы событий).

б) Разброс оценок интенсивности протонов о Е/;> 10 ТэВ в разных экспериментах составляет«^, 5 раза. Найа оценка близка к средиему значению по всем измерениям и составляет-3,5 + 0,9 з С,26 ы-^час-^ср-*, где первая ошибка - методическая, а вторая - статистическая.

в) Спектры остальных групп ядер как по интенсивности, так и по наклону согласуются с результатами измерений других экспериментальных групп, но статистическая обеспеченность всех данных еще мала (десятки и единицы событий).

6. Получено указание на изменение химического состава ПКЛ. По нашим данным ду„ 0,48 ^ 0,23. Вероятность, что показатели спектров протонов и остальных ядер - одинаковы, составляет ~ 2,5

7. Получено указание на отличие показателя протонного спектра в области энергий > 1С ТэВ от обычно принимаемых значений 1,6 - 1,7. Вероятность случайно измерить значение показателя ^ 2 составляет 0,1 % для 1-1,6 и 1,2 % для У - I = 1,7. О учетом всех имеющихся в настоящее время измерений, как прямых, так и косвенных, наиболее вероятной оценкой показателя спектра первичных протонов является значение /р- I = 1,8 - 1,9.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Dezhur ко M.D., Ignatiev S.B., Iiiandritskaya K.V., АЪи-lova V.G., Rakobolskaya I.V., Sokolskaya N.V., Varko-vitekaya A.'fa., Sazhina G.P., Zamohaloya 3.A., Ivanova M.A., Zatsepin V.l. The method of X-ray emulsion chamber as applied to determination of the chemical composition of primary cosmic raya in the energy range of 10 - 100 IeV per nucleus. - Proc. 15th ICRC, Plovdiv, 1977, vol. 11, p. 72-75.

2. Abulova V.G., Aetafiev V.A., Dezhurko M.D., Hein i.A., Ignatiev S.B., Rakobolskaya I.V., Sa2hina G.P., Zam-chalova B.A., Zatsepin V.I, Investigation of the chemical composition of primary cosmic rays in the energy region of Ь 1 TeV/nucleon« - Proc. 16th ICRC, Kyoto, 1979, vol. 1, p. 358-362.

3. Abulova V.G., Dezhurko U.D., Mandritskaya K.V., Bakobol-skaya I.V., Sazhina G.P., Zamohalova E.A., Zatsepin V.l. Measurements of the chemical composition of the primary cosmic гаув in the energy region of > 1 TeV/nucleon by the X-ray femulsion technique. - Proc. 17th ICRC, Paris, 1981, vol. 2, p. 114-117.

4. Dezhurko M.D., Rakobolskaya I.V., Sazhina G.P., Zatsepin V.l. Measurement of relativistic nuclei charges in thin nuclear emulsion by photometric method. - Proc. 17th ICRC, Paris, 1981, vol. 9, p. 315-318.

5. Dezhurko M.S., Hein I.A., Rakobolskaya I.V., Zatsepin V.l. Calculation of cascade curves for interactions of protons and nuclei of energy ^,1 TeV/nucleon in lead.

Proc. 17th ICRC, 1961, vol. 9, p. 324-327.

6. Варковицкая А.Я., Зацепин В.Й., Зацепин Г.Т., Бамча-лова Е.А., Иванов К.Г., Иванова М.И., Мандрицкая К.В., Осипоэа В.А,, Ракобольская И.В., Сатана Т.П., Сокольская Н.В., Туликова Н.И. Об энергетической зависима ста точности измерения энергии каскадов в рентген-эмульсионных камерах я ее влиянии на измеренные спектры,- - Препр. ИЯИ АН СССР П-0144, Москва, 1980,

13 с.

7. Варковицкая А.Я., Зацепин Г.Т., Зацепин В.И., Иванов К.Г,, Иванова М.И., Мандрицкая К.В., Осипова Э.А., Ракобольская И.В., Сокольская Н.В., Тулинова Н.И. Зависимость оптической плотности от энергии каскада

с учетом аппаратурной функции фотометра, -' Препр. ИШ АН СССР П-0143, Москва, 1880, 14 с.

8. Varkovitskaya А.Уа., Sokolskaya N.V., Zatsepin V.I. Analysis of spectral indicée of Jf and ¿U. components in the energy region of > ITeV and a,model of nuoleon spectrum of primary cosmic raya. - Proc. 18th ICRC, Bangalor, 1983, vol. 2, p. 101-104.

9. Abulova V.G., Hain L.A., Mandritskaya K.V., Rakobol-skaya I.V., Saahina G.P., Sokolskaya M.V. , Troshina E.S., Varkovitskaya A.Ya., Zamchalova E.A., Zatsepin V.I. Energy spectra of cascades produced by PCR in the X-ray emulsion chambers exposed at 13 g/cm2 in the atmosphere. - Proc. 18th ICRC, Bangalor, 1983, vol, 9, p. 179-182.

10. Sokolskaya K.V., Varkovitskaya А.Уа., Zatsepin V.I. On the influence of scaling violation in the fragmentation region on the similarity of cosmic ray spectra in the energy region of 1012 - lO1"* eV. - Proc. 18th ICRC, Bangalor, 1933, vol. 5, p. 356-359.

11. Абулова В.Г., Варковицкая А.Я., Замчалова E.A., Зацепин В.И., Мандрицкая К.В,,:Ракобольская И.В., Сокольская Н.В. Энергетические спектры протонов и ядер первичного космического излучения в области энергий 210 ТэВ. - Изв. АН ССОР, Сер. фаз., 1984, т. 48,

с. 2С83-2086.

12. Вакуленко Е.С., Зацепин В.И., Подгурская А.В., Сокольская Н.В., Третьякова Ч.А., Хейн Л.А. Энергетические спектры каскадов, образованных протонами в эмульсионной стопке, экспонировавшейся на спутнике "Интер-космос-6", - Вестник Моск. Ун-та, Сер. 3: физ., астр., 1985, т. 26, о. 32-36.

13. Mandritekaya K.V., Sazhina G.P., Sokolekaya H.V., Varkovitskaya A.Ya., Zamchalova E.A., Zatsepin V.I. Energy spectra of protons and nuclei of primary cosmic rays in the energy region of >10 TeV/particle. -Proc. 19th ICRC, La Jolla, 1985, vol. 6, p. 228-231.

14. Kanevsky B.L., Sazhioa G.P., Sokolekaya N.V., Varko-vitskaya A.Ya., Zamchalova E.A., Zatsepin V.I. Energy spectra of protons and nuclei of primary cosmic rays in the energy region of above 10 leV/particle. -Eroc. 20th ICRC, Moscow, 1987, vol. 1, p. 371374.

15. Варковицкая А.Я., Зэмчалова E.A., Зацепин В.И., СажинаГ.П., Сокольская Н.В, Об энергетическом спектре протонов ШМ по материалам новой экспозиции эмульсионных камер. Иэв. АН СССР, Сер. физ., 1988, т. 52, с. 2317-2320.

16. Sazhina G.P., Sokolekaya K.V., Varkovitskaya A.Ya., Zamchalova E.A., Zatsepin V.I. Energy spectrum of primary protons at the energies above 10 TeV (stratospheric exposure of the emulsion chambers). - Contr. Papers, 5th Intern. Symp. on Very High Energy Cosmic Hay Interactions. Lodz, Poland, 29 Aug. - 6 Sept. 1988, p. 275-279.

17. Варковицкая А.Я., Замчалова E.A., Зацепин Б.И., Сажина Г.П., Сокольская Н.В. Эмульсионный эксперимент для изучения энергетического спектра протонов и ядер первичного космического излучения в области энергий > 10 ТэВ на частицу. - Врёпр. ЙШ1ЯФ

МГУ - 89 - 8/85, Москва, 1989.

.ЛS3 -2 -1 -Tr„X£3 ¿•с ,м с cp Tso

Рис. I. Энергетический спектр ядер группы М ( 2 = 6-в). ф - данные эксперимента Сокол-2 (Препринт 88-44/65. БИИЯФ МГУ, Москва, 1988), ф - данные ЗАСЕЕ i&umettet сt , 1985), ф - наши данные. I - экстраполяция ^данных Simon et at (1980).

tSZ-i-7 -7 1.6Z C'E, m с cp /за

г-та -

SCO £,Tsß

йгс. 2. Энергетический спектр ядер группы Н ( £ = 10-19).

ф - данные эксперимента Сокол-2 (Препринт НИИ® МГУ, 1988), iji — данные ЗАСЕЕ (1985), ф - наш даннне. 1 - экстраполяция дашшх Simon st а£ (1980).

. «л? -г -1 -1 iS2 l-E , m с ср Тзо

г- ю

5-TO

тао £,Гзв

'Рис. 3. Энергетический спектр адер группы УН ( 2 * 20).

i - данные эксперимента Сокол-2 (Препринт ШШФ 1988), ф - данные ЛАСЕЕ (I9P5), О - наши данные. 1 - эюлралоляция данных Simon etat (1980).

I

со

Рйе» 4» Энергетический спектр ядер гелия.

~ Данные эксперимента Сокол-2 (Препринт НИИ® МГУ, 1988), .««% - данные ЗАСЕЕ (1967), <{> - данные Тагакд г£ а1 (1982), с - наш даикке. I - схематическое представление данннзс

спутников "Протон". 2 - экстраполяция данных йуоп е! а£ (1372).

. 7.&г -2-1 -гг лег

о£ , м с срГзо

2*10 -

Рис. 5. Энергетический спектр протонов ШИ.

данные Иваненко и др. (1388), ф=ф , ф-ф - данные Григорова (1989), ®,Т - данные Кцматига еЬ (1989), сюма-а л-л о-о- данные ПЛСЕЕ (1987), | - данные Та ¡аса fft 0.1 " (1982) ф-ф- данные Вакуленко и др. (1985), - наш данные по ядерным и

рентгеновским пленкам соответственно.

I - ожидание для модели без излома. 2 - модель Григороза. .