Пространственно-энергетические характеристики ядерного взаимодействия при энергиях 1013 эВ и 1016 эВ, полученные в стратосферных экспериментах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.23 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕР Г 5 ОД имени М.В. ЛОМОНОСОВА

---2-2-МАР 2007

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

□ □3052130 На правах рукописи

ОСЕДЛО Владислав Ильич

ПРОСТРАНСТВЕННО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЯДЕРНОГО ВЗАИМОДЕИСТВИЯ ПРИ ЭНЕРГИЯХ ~ 10" ЭВ И ~ 1016 ЭВ, ПОЛУЧЕННЫЕ В СТРАТОСФЕРНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАХ

(специальность 01.04.23 - физика высоких энергий)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва 2007

003052130

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте ядерной физики им. Д.В. Скобельцына Московского Государственного Университета им. М.В. Ломоносова.

Научный руководитель: Манагадзе Александр Константинович

кандидат физико-математических наук

Официальные оппоненты: Снигирев Александр Михайлович

доктор физико-математических наук (НИИЯФ МГУ) Мухамедшин Рауф Адгамович

кандидат физико-математических наук

(ИЯИ РАН)

Ведущая организация:

Физический институт РАН им. П.Н.Лебедева

Защита состоится « ¿?3 » мя^Тд 2007 года в и часов на заседании диссертационного совета К 501.001.03 в Московском Государственном Университете им. М.В. Ломоносова по адресу: 119992, г. Москва, Ленинские горы, НИИЯФ МГУ, 19-йкорпус, аудитория 2-15.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИЯФ МГУ

Автореферат разослан -»сребрал%2001 года

Ученый секретарь

диссертационного совета К 501.001.03

к. ф.-м.. н. О^Д^ с^ч. /учуч^ \ Манагадзе А.К.

Общая характеристика работы

Актуальность настоящего исследования определяется тем, что информацию о поведении самых быстрых частиц, рожденных в актах ядерного взаимодействия при сверхвысоких энергиях, недоступных пока для ускорителей, можно получить только в космических лучах (КЛ). Получение такой информации является одним из основных направлений в физике элементарных частиц.

В экспериментах по регистрации КЛ на уровне гор эта информация может иметь много неопределенностей из-за того, что взаимодействие первичной частицы КЛ в атмосфере происходит неоднократно, и мы получаем результаты нескольких последовательных соударений, образующих ядерно-электромагнитный каскад (ЯЭК) в атмосфере. Измерения, проведенные на горах Памира указывают, что при энергиях первичных частиц выше 1015 - 1016 эВ наблюдаются новые явления, например, компланарный разлет вторичных частиц в ядерных взаимодействиях. Для более определенного исследования этого феномена в КЛ является чрезвычайно важным проанализировать результаты взаимодействий на такой большой высоте в атмосфере, где вероятность повторных столкновений мала, т.е. изучить результаты однократного акта (так называемое "чистое" взаимодействие). В настоящей работе исследуются материалы именно стратосферных экспериментов, в которых для детектирования частиц использовались эмульсионные камеры.

Цели и задачи диссертационной работы:

• Исследовать особенности акта ядерного взаимодействия при энергиях 1012 - 1014 эВ и около 1016 эВ, используя экспериментальные данные эмульсионных стратосферных экспериментов.

• Использовать при новом анализе достаточно давно зарегистрированного в эксперименте суперсемейства «СТРАНА»

расчеты по современным моделям ядерного взаимодействия и современные программы, описывающие прохождение частиц через вещество, а также новые методы анализа.

Научная иовизна работы заключается в том, что имеющиеся данные по стратосферному суперсемейству «СТРАНА» и данные эксперимента Ш-ЖГОВ позволяют изучать характеристики частиц в отдельных актах взаимодействий, что представляет собой ценное дополнение к эмульсионным исследованиям в экспериментах на горах, в частности, для исследования феномена компланарного разлета вторичных частиц (выстроенности). Удалось наблюдать в камере более сотни актов от первичных частиц КЛ с энергией около 1013 эВ (в интервале 1012 — 1014), исследование явления выстроенности в этом энергетическом интервале до сих пор никем не проводилось. Было также заново переобработано согласно современным достижениям в теории и технике и проанализировано зарегистрированное ранее уникальное гамма-адронное стратосферное суперсемейство "СТРАНА" с энергией около 1016 эВ, являющееся единственным примером «чистого» ядерного взаимодействия при столь высокой энергии. В частности, впервые в чистом взаимодействии при такой энергии удалось обнаружить и исследовать эффект компланарного разлета частиц, оценить величины поперечных импульсов в таком акте и мотивированно предположить тип первичной частицы ПКИ, ответственной за образование семейства.

Практическая значимость. Кроме полученной конкретной новой информации о механизме ядерного взаимодействия при сверхвысокой энергии, была подтверждена концепция сотрудничества «Памир» об энергетическом пороге явления выстроенности (около 1016 эВ). Полученные результаты позволяют наиболее эффективно проводить поиск необычных явлений в планируемой работе на ускорителях (например, ЬНС), уточнить их энергетический порог и наметить методику обработки.

На защиту выносятся следующие основные результаты:

1. Установлено наличие эффекта компланарного разлета наиболее энергичных частиц в «чистом» ядерном взаимодействии при Ео > 1016 эВ, зарегистрированном в стратосфере.

2. Впервые экспериментально показана корреляция эффекта компланарного разлета и больших поперечных импульсов частиц семейства. Значение оцененного среднего < р( > превышает 2.5 ГэВ/с и может составлять около 10 ГэВ/с и более.

3. Впервые получено в эксперименте указание на возможную связь эффекта выстроенности с типом первичной частицы. Первичная частица КЛ, ответственная за образование данного суперсемейства, была идентифицирована как принадлежащая к группе СМ).

4. Впервые экспериментально исследована выстроенность в однократных взаимодействиях в энергетическом диапазоне 1012 - 1014 эВ. На основе анализа данных эмульсионного стратосферного эксперимента ШЛМЮВ показано, что доля выстроенных событий при этих энергиях соответствует уровню расчетного случайного фона.

5. На основе проведенных расчетов по зависимости фоновой случайной выстроенности от типа первичной частицы показано, что выстроенность гамма-компоненты не зависит от типа первичной частицы в то время, как фоновая выстроенность адронной компоненты для событий от первичных ядер (особенно для легких и средних ядер) заметно выше, чем в случае первичных протонов.

Вклад автора в представленную работу заключался в осуществлении объемных трудоемких измерений экспериментального материала, разработке новых методов анализа данных, в проведении специальных расчетов, в участии в анализе данных на всех этапах работы, а также в участии в организации и осуществлении запусков аэростатов с аппаратурой.

Аппробация результатов.

Материалы диссертации докладывались и обсуждались на научных семинарах НИИЯФ МГУ и ФИАН им. П.Н Лебедева, а также на следующих рабочих встречах и конференциях:

• Ломоносовские чтения, 2000 г., МГУ, Москва.

• 27th International Cosmic Ray Conference,, 2001, Hamburg, Germany.

• Ломоносовские чтения, 2002 г., МГУ, Москва.

• 18-й Европейский симпозиум по космическим Лучам, 2002 г., Москва

• 28-ая Всероссийская конференция по космическим лучам, 2004, Москва.

• Международная конференция по неускорительной новой физике NANP-2005, Дубна, Россия.

• 29-ая Всероссийская конференция по космическим лучам, 2006 г., ФИ РАН, Москва.

• 29th International Cosmic Ray Conference, 2005, Pune, India.

• Международная научная конференция Ломононосов-2006, 2006 г., МГУ, Москва;

Публикации. Основные результаты диссертации изложены в 7 публикациях (из них 4 в журналах и 3 в трудах международных конференций), список которых приведен в конце автореферата.

Структура диссертации:

Диссертация изложена на 123 страницах, включает 66 иллюстраций, 5 таблиц; состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы из 92 наименований.

Во введении обосновывается актуальность темы, формулируются цели работы, новизна исследования, раскрывается практическая и научная значимость работы.

В первой главе сделан обзор современного состояния проблемы компланарного разлета частиц в ядерном взаимодействии, имеющую более, чем 15-летнюю историю. Такой разлет частиц в одной плоскости приводит к наблюдению в плоскости регистрации эффекта выстроенности — расположению следов частиц в эмульсии вдоль прямой линии. Разъяснено важнейшее в анализе феномена выстроенности понятие энергетически выделенных центров (ЭВЦ) — наиболее энергичных разнородных объектов в семействе KJI. Приводится описание характеризующего выстроенность N частиц параметра

N

£cos(2 <p,jk)

д _ №1*к_

" N(N-l)(N-2)'

где ф,|к — угол между векторами ki и kj. X стремится к 1 в случае идеальной выстроенности, обычно для идентификации выстроенности используется критерий X > 0.8.

В главе дан обзор открытия и исследования выстроенности в эксперименте "Памир". Описываются данные других экспериментов Приводятся данные о возможной связи величины поперечного импульса и пространственных характеристик семейств с наличием эффекта выстроенности. В заключительном параграфе главы описываются возможные теоретические объяснения механизма компланарного разлета частиц в ядерном взаимодействии.

Во второй главе содержится описание эксперимента RUNJOB, детальное описание регистрирующей установки, сведения о проведении полетов в стратосфере.

Методика эксперимента RUNJOB позволяет анализировать результаты ядерных взаимодействий первичных частиц КЛ внутри камеры. Важной особенностью анализа в эксперименте RUNJOB является возможность определения энергии и типа первичной частицы. Энергетический диапазон изучаемых взаимодействий — от нескольких ТэВ до нескольких десятков ТэВ. Отдельные структуры электронно-фотонных каскадов регистрировались в ядерной эмульсии калориметра камеры. При наблюдении с помощью CCD-камеры изображение треков частиц выводилось на монитор для визуального анализа (см. рис.1). Вид (величина трека) зависит от энергии вторичной чатИцы. Для каждого зарегистрированного в камере взаимодействия первичного ядра измерялись с помощью специальной программы координаты структур {т.е. таких треков) в плоскости пленки. Расположив треки в порядке убывания энергии в каждом событии, вычислялись значения параметров выстроенности Х\ и Х4 для трех и четырех наиболее энергичных объектов в событии.

Рис. 1. Пример выстроенных треков в в ядерной эмульсии ид банка событий эксперимента КДШОВ,

Далее в главе приводятся результаты расчетов по модели ОСЯДЕТ, которые были использованы для оценки фоновой (т.е. случайной)

выстроенности. В искусственных событиях отмечено превышение доли случайно выстроенных адронов во взаимодействиях легких и средних ядер над аналогичной величиной для первичного протона.

В заключительном параграфе второй главы проводится сравнение экспериментальных и расчетных данных. По 168 взаимодействиям из эксперимента делается вывод, что анализ данных ШЖЮВ при Е0=Ю12—1014 эВ не выявляет наличия эффекта выстроенности в данном диапазоне первичных энергий (см. табл.1).

Таблица 1. Доля (в %) выстроенных событий по модельным расчетам и

экспериментальным данным НиШОВ 95-96 г.г.

Критерий Расчёт Эксперимент

Гамма-компонента от первичного протона (10 000 событий) Гамма-компонента в эксперименте ГШШОВ 95 и 96 £ЕГ> ЗТэВ (168 событий)

^>0.8 22.3±0.5 23±4

Х4>0.8 5.9±0.2 1.2±0.8

Третья глава посвящена общим характеристикам уникального гамма-адронного суперсемейства "СТРАНА". Приводится описание стратосферного эксперимента и эмульсионного детектора, в котором было зарегистрировано это событие. Описывается современная процедура определения энергии частиц семейства, базирующаяся на опыте эксперимента "Памир".

Суперемейство "СТРАНА" состоит из 107 частиц, упавших на камеру. Из них 76 частиц являются электромагнитными (называемыми далее гамма-квантами) с суммарной энергией £ЕТ = 1670 ТэВ. Еще 30 частиц являются адронами с суммарной наблюдаемой энергией £Е<у)(, = 807 ТэВ (без учета лидирующей частицы), и есть одна лидирующая частица, уносящая значительную долю всей энергии семейства и сохраняющая направление движения первичной. Зенитный угол падения семейства на камеру 9 = 30 0.

После введения поправок на потери за счет обрезания плошади семейства краем пленки (около 30 %), на среднее <ку>=1/3 и на эффективность регистрации адронов в камере (около 40 % ) энергия воздушного семейства (без учета лидирующей частицы) будет составлять £ЕТ + {£Е°Ь}/ Кэфф ~ 0.92- 1016эВ.

На основе сравнения экспериментального и расчетных распределений по псевдобыстроте для разных первичных энергий и разных типов ядер было сделано заключение, что такой анализ подтверждает оценку энергии около 1016эВ и указывает на тип первичной частицы — ядро группы СИО или

Далее описывается анализ струи в камере от высокоэнергичной лидирующей частицы, которая испытала второе взаимодействие в 12-м слое верхнего мишенного блока. В главе приводится сравнение пространственного распределения треков в струе от лидирующей частицы с расчетом от протона и Не различных энергий на разных уровнях регистрации в камере. Делается вывод, что узкий пучок вторичных частиц в струе описывается расчетным каскадом от первичного нуклона с энергией (1— 2)1015 эВ. Эта струя дает основной вклад в образование большого диффузного пятна потемнения — гало — в центре семейства на рентгеновской пленке в калориметре, хотя каскад от нуклона (1-2)-1015эВ и не описывает гало полностью.

Четвертая глава посвящена анализу анизотропии в центральной части суперсемейства "СТРАНА".

Кратко описывается модель С?08.1ЕТ, которая использовалась для оценки случайной выстроенности в искусственных событиях и других расчетов в данной работе. В § 3 приводится анализ эффекта выстроенности в суперсемействе "СТРАНА" (см. рис.2). Если рассмотреть все семейство, то 15 из 107 частиц семейства расположены вблизи линии выстроенности. Эти 15 частиц несут более половины энергии первичной частицы космических лучей. Значение параметра X для 3, 4, 5 наиболее энергичных адронов (ЭВЦ)

этого семейства: Х3 > 0.98, л.4 > 0.99, Х5 > 0.90. Вероятность обнаружить такое событие для искусственных семейств от первичного протона составляет 0.01% , для первичного ядра железа 0.03%. На рис. 2 видна выраженная анизотропия в расположении не только наиболее энергичных, но и всех частиц центральной части семейства. Это не связано с обрезанием семейства краем плёнки, т.к. этот край находится далее 10 мм от центра события, а здесь рассматривается только центральная область семейства, содержащая все наиболее энергичные его частицы. Поэтому интересно было также проанализировать конфигурацию центральной области данного события с использованием различных параметров анизотропии. Это исследование приведено далее в §4 этой главы. Результаты анализа показывают, что экспериментальные значения всех параметров анизотропии заметно превышают расчетные значения и выходят за пределы возможных случайных флуктуаций, что говорит о выраженной анизотропии в расположении всех частиц в центральной зоне семейства «СТРАНА». Направление вытянутости анизотропно расположенных частиц совпадает с направлением выстроенности 5-ти наиболее энергичных адронов, т.е. при разлете эти вторичные частицы были распределены вблизи плоскости компланарнсти

42-

Е

Е 0 >-

-2 -4-6-8 -10

О >100 ТеУ

д > 20 ТеУ

* > ЗТеУ

^ *

Д

23д

О^1 д

¿А

О

I 1 I—г-

-4 -2 О

X гпт

1 ' I

2 4

-1—1—I—|—I

6 8 10

Рис 2. Мишенная диаграмма центральной части суперсемейства "СТРАНА". Цифрами на графике показаны пять наиболее энергичных объектов в суперсемействе.

В пятой главе показано, каким образом происходило определение высоты взаимодействия, и представлен результат оценки средних поперечных импульсов в суперсемействе "СТРАНА".

Оценка высоты взаимодействия была проведена тремя различными методами:

• по парам гамма-квантов от распада тс°- мезонов;

• по анализу псевдобыстротного распределения;

• методом триангуляции.

Метод оценки высот по парам гамма-квантов от распада л°-мезонов предполагает, что при небольшом слое атмосферы над установкой (в нашем случае это порядка 10 г/см2) гамма-кванты от распавшихся п°-мезонов не должны испытать существенного электромагнитного размножения. В связи с небольшим временем жизни 7с°-мезонов можно считать, что их распад произошел в точке самого ядерного взаимодействия. В этом случае, измерив энергии пары гамма-квантов Е, и Ej от распада одного тс°-мезона и расстояние на рентгеновской пленке в камере между этими квантами Ь„, можно оценить высоту взаимодействия Н, используя известную формулу:

Высота Н связана с 0 как Н = /т„о=135 МэВ.

Перебирая все возможные пары гамма-квантов в семействе и строя распределение по получившимся высотам над камерой (см. рис. 3), определяем максимально вероятную высоту взаимодействия. После введения поправочного коэффициента 1.15, полученного из тестирования метода на модельных расчетах, находим значение высоты образования семейства Н = (1180 ± 340) м. Следует принять во внимание, что, если реальная высота события мала, оцененные поперечные импульсы частиц будут гораздо больше стандартных представлений. В этом случае оценки по модельным семействам с обычными р, должны давать высоты, завышающие истинную. Таким образом, высота взаимодействия может составить и менее 1180 м.

40 30 £ 20 10 О

О 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

Н, м

Рис. 3. Распределение по высотам над камерой распада тс°-мезонов для различных пар гамма- квантов в суперсемействе "СТРАНА"

Метод определения высоты по анализу псевдобыстротного распределения основывается на том факте, что распределение частиц по углам вылета очень чувствительно к высоте образования этого семейства. Кроме того, псевдобыстротное распределение зависит от сорта налетающего ядра и от энергии первичной частицы. Оказалось, что энергетический баланс, соответствие типов первичного ядра и источника образования высокоэнергичной струи в камере, а также высота Н взаимодействия над камерой непротиворечивы в случае, если принять, что высота Н = 200 - 400 м, тип первичного ядра — группа С1\Ю, энергия первичной частицы Е0 = (1.0 - 1.2) ТО16 эВ, а источник, породивший струю в камере — нуклон. Это объясняет также отсутствие в камере над 12-м слоем следа от более тяжелой, чем нуклон, частицы.

В том случае, если взаимодействие, породившее данное семейство, произошло не слишком высоко над эмульсионной камерой, возможно оценить эту высоту, используя небольшую разницу в координатах пятен и треков, образуемых частицами при прохождении камеры в разных слоях регистрации (см. рис. 4). Можно оценивать высоту пересечения траекторий по парам различных частиц в семействе (что и было сделано). Но лучшим

13

способом является подход, охватывающий весь ансамбль частиц. Траектории всех измеренных треков сводились в одну точку взаимодействия над камерой

Рис. 4. Общая схема триангуляции.

путем минимизации соответствующего функционала. При этом использовались не все каскады, а зарегистрированные в более, чем 2 слоях. Измерения проводились для независимых наборов данных — в ядерных эмульсиях (где измерения проводились па комплексе ПАВИКОМ в ФИАН) и рентгеновских пленках из калориметра камеры (где координаты определялись по разработанной автором методике обработки сканированных изображений).

Для 70 каскадов семейства "СТРАНА" (19 адронов и 51 гамма-квант, данные по ядерной эмульсии) оцененная таким способом высота взаимодействия составила Н = (57 ± м. Доля энергии этих частиц составляет около 87 % энергии воздушной части всего семейства.

Для 58 каскадов (15 адронов и 43 гамма-квантов, данные по первым смытым рентгеновским пленкам) оцененная таким способом высота

взаимодействия составила Н = (51 ± 34С45) м. Доля энергии этих частиц составляет около 64 % энергии воздушной части всего семейства.

Проведенные измерения неравномерностей дисторсии в ядерной эмульсии показали, что отклонения от средней дисторсии имеют довольно широкое распределение и составляют в среднем 40 мкм (на 1 см), достигая иногда 80 мкм (на 1 см). При неблагоприятном стечении обстоятельств нельзя исключить, что реальная высота взаимодействия 100 м или 200 м будет оценена как 50 м в случае флуктуаций величины дисторсии в каких-то слоях и участках пленки на 40 мкм или 60 мкм. Таким образом оценки высоты в двух последних методах 300 ± 100 м и 50 ± 3,04о м могут быть непротиворечивы. Важно, что значение высоты невелико (не превышает 1200 м и, возможно, близко к 300 м).

В заключительной части главы приведена оценка поперечных импульсов вторичной частицы по формуле р(Н = ЕЯ (где Я — расстояние от оси семейства адрона с энергией Е). Средние значения Р( по всем 30-ти адронам семейства для высот взаимодействия 50 ± 31040 м, 300 ± 100 м и 1180 ± 340 м составляют соответственно 60 ± 25052 ГэВ/с, 10 ± 52 5 ГэВ/с и 2.5 ± 1 'о 7 ГэВ/с Таким образом, можно говорить, что значение среднего поперечного импульса в суперсемействе «СТРАНА» превышает 2.5 ГэВ/с, а согласно оценке высоты взаимодействия ~ 300 м, представляющейся нам более вероятной согласно приведенному выше анализу, может составлять около 10 ГэВ/с .

В заключении приведены основные результаты диссертации:

1. Проведено детальное исследование характеристик ядерного взаимодействия частицы КЛ с энергией Е0 > 1016 эВ, не искаженного атмосферой и относящегося к новому типу взаимодействия.

2. Для анализа этого семейства разработан ряд специальных методов для определения высоты взаимодействия, сорта первичной частицы, измерения

пятен потемнения с использованием сканированных изображений в эмульсии, введены корректные поправки при определении энергии.

3. Установлено наличие эффекта компланарного разлета наиболее энергичных частиц в данном "чистом" взаимодействии, что подтверждает величину энергетического порога феномена выстроенности, заявленную сотрудничеством "Памир" (около 1016 эВ).

4. Впервые было получено указание на возможную связь эффекта выстроенности с типом первичной частицы, что не могло быть сделано в горных экспериментах. Первичная частица КЛ, ответственная за образование данного суперсемейства, была идентифицирована как принадлежащая к группе СЫО.

5. Впервые экспериментально показано, что в данном семействе наблюдается корреляция эффекта компланарного разлета и больших поперечных импульсов р, частиц семейства. Значение среднего < р, > превышает 2.5 ГэВ/с и может составлять около 10 ГэВ/с и более.

6. Впервые экспериментально исследована выстроенность в однократных взаимодействиях в энергетическом диапазоне 1012 - 1014 эВ. На основе анализа данных эмульсионного стратосферного эксперимента ШЖГОВ показано, что доля выстроенных событий при этих энергиях соответствует уровню расчетного случайного фона. Это также соответствует представлению об энергетической зависимости феномена выстроенности, данному ранее сотрудничеством "Памир".

7. Впервые получены расчетные данные по зависимости фоновой случайной выстроенности от типа первичной частицы. Выстроенность гамма-компоненты не зависит от типа первичной частицы в то время, как фоновая выстроенность адронной компоненты для событий от первичных ядер (особенно для легких и средних ядер) заметно выше, чем в случае первичных протонов.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Galkirt VI, OsedloVI., Managadze А.К. et al. Search for coplanar emission of secondaries in nuclear interactions at energy E0 > 1013 eV in RUNJOB experiment data // Proc. 27th ICRC, Hamburg. 2001. Vol.4. P.1407-1409.

2. Osedlo VI, Rakobolskaya I V, Galkin V.I. et al A superfamily with ZEy > 1015 eV observed in stratosphere // Proc. 27th ICRC, Hamburg 2001. Vol. 4. P.1426-1428.

3. Манагадзе А К., Оседло В И, Галкин В И. и др. Компланарный разлет частиц в ядерном взаимодействии при Е0 > 1016 эВ, зарегистрированном в стратосфере // Письма в ЭЧАЯ. 2002. Т. 3 [112]. С. 19-24.

4. Галкин В.И., Гончарова Л А , Копенкин В.В, Котельников К.А., Манагадзе А.К.,Оседло В.И. и др. .Характеристики стратосферного суперсемейства "СТРАНА" с Ео > Ю16 ТэВ // Известия РАН, сер. физ. 2002. Т. 66. № 11. С. 1544-1546.

5. Галкин В.И, Манагадзе А К., Оседло ВИ идр Изучение азимутальной анизотропии в ядерных взаимодействиях частиц космических лучей // Вестник Московского Университета, Сер 3. Физика. Астрономия. 2003, N 6. С. 34-37.

6. Managadze А К., Osedlo VI., Roganova Т.М и dp Large transverse momenta in nuclear interaction at E0 > 1016 eV detected in stratosphere (STRANA superfamily) // Proc. of 29th ICRC, 2005, Pune, India, V. 9, P. 81-84.

7. A K. Managadze, VI Osedlo, TMRoganova et al Large transverse momenta in nuclear interaction at E0 > 1016 eV detected in stratosphere // Physics of Atomic Nuclei, 2007, Vol. 70, № 1, pp. 184-190.

Отпечатано в копицентре « СТ ПРИНТ » Москва, Ленинские горы, МГУ, 1 Гуманитарный корпус. www.stnrint.ru e-mail: zakaz@stprint.ru тел.: 939-33-38 Тираж 50 экз. Подписано в печать 22.02.2007 г.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Явление компланарного разлета частиц в ядерном взаимодействии и связанные с ним проблемы (обзор).

§1 Компланарный разлет и выстроенность.

§2 Параметр, характеризующий выстроенность.

§3 Многоцентровые гало и эффект выстроенности.

§4 Понятие энергетически выделенных центров.

§5 Оптимальный критерий выстроенности.

§6 Выстроенность в эксперименте "Памир".

§7 Сравнение данных экспериментов в KJI и на ускорителях.

§8 Выстроенность в других экспериментах.

§9 Изменение пространственных характеристик гамма-адронных семейств с ростом энергии взаимодействия.

§10 Возможные теоретические механизмы выстроенности.

Глава 2 Анализ выстроенности в данных эксперимента

RUNJOB.

§1 Регистрация событий в эксперименте RUNJOB

§2 Расчеты по фоновой выстроенности для эксперимента

RUNJOB.

§3 Анализ экспериментальных данных эксперимента RUNJOB.

Глава 3 Общие характеристики гамма-адронного суперсемейства "СТРАНА".

§1 Полет установки.

§2 Схема установки.

§3 Определение энергии частиц в семействе "СТРАНА".

§4 Общие характеристики суперсемейства "СТРАНА".

§5 Псевдобыстротный анализ семейства.

§6 Струя от лидирующей частицы.

§7 Гало в суперсемействе «СТРАНА».

§8 Пространственное распределение в гало.

Глава 4 Выстроенность в семействе "СТРАНА".

§1 Явление выстроенности в стратосферных семействах.

§2 Модель QGSJET.

§3 Анализ выстроенности с суперсемействе"СТРАНА".

§4 Анализ анизотропии пространственное распределение частиц в центральной области семейства "СТРАНА".

Глава 5 Определение высоты взаимодействия и поперечных импульсов в семействе"СТРАНА".

§1 Оценка высоты взаимодействия по парам гамма-квантов от распада я0- мезонов.

§2 Оценка высоты взаимодействия по псевдобыстротному распределению частиц в семействе.

§3 Оценка высоты ядерного взаимодействия методом триангуляции.

§4 Оценка поперечных импульсов во взаимодействии, породившем суперсемейство "СТРАНА".

В исследованиях взаимодействий частиц космических лучей (KJI) наибольший интерес представляют события самых высоких энергий, недоступных для современных ускорителей. Отражением взаимодействий KJI являются гамма-адронные семейства, т.е. группы генеалогически связанных частиц, родившихся в одном ядерно-электромагнитном каскаде. Семейства высоких энергий (с £ЕУ > 500 ТэВ) называют суперсемействами. При исследовании семейств KJI обычно в качестве детекторов используются эмульсионные камеры, состоящие из ядерных эмульсий или рентгеновских пленок, переслоенных пластиком, свинцом или другими материалами. Такие камеры могут устанавливаться на борту баллона-аэростата, самолета, но чаще всего на различных высотах в горах. Полученные результаты о пространственно-энергетических характеристиках семейств KJI несут важную информацию о свойствах адрон-ядерных взаимодействий, ответственных за образование этих семейств. В рамках таких исследований лежали и цели данной работы.

Актуальность данного исследования определяется тем, что информацию о поведении самых быстрых частиц, рожденных в актах ядерного взаимодействия при сверхвысоких энергиях, недоступных пока для ускорителей, можно получить только в космических лучах (KJI). Получение такой информации является одним из основных направлений в физике элементарных частиц.

Однако в горных экспериментах эта информация может иметь много неопределенностей из-за того, что взаимодействие первичной частицы KJI в атмосфере происходит неоднократно, и исследователь получает результаты нескольких последовательных соударений, образующих ядерно-электромагнитный каскад (ЯЭК) в атмосфере. Измерения, проведенные на горах Памира, показали, что при энергиях первичных частиц выше 1015- 1016 эВ наблюдаются новые явления, например, компланарный разлет вторичных частиц. Для более определенного исследования этого явления в KJI является чрезвычайно важным проанализировать результаты взаимодействий на большой высоте в атмосфере, где вероятность повторных столкновений мала, т. е. изучить результаты однократного акта (так называемое "чистое" взаимодействие).

В представленной работе исследуются материалы именно стратосферных экспериментов, в которых для детектирования частиц использованы эмульсионные камеры : данные российско-японского эксперимента RUNJOB при энергиях 1012 - 1014 эВ и уникальное стратосферное суперсемейство «СТРАНА» с энергией более 1016 эВ. При анализе использовались расчеты по современным моделям ядерного взаимодействия и современные программы, описывающие прохождение частиц через вещество.

Цели и задачи диссертационной работы:

• Исследовать особенности акта ядерного взаимодействия при энергиях 1012 - 1014 эВ и около 1016 эВ, используя экспериментальные данные эмульсионных стратосферных экспериментов.

• Использовать при новом анализе достаточно давно зарегистрированного в эксперименте семейства «СТРАНА» расчеты по современным моделям ядерного взаимодействия и современные программы, описывающие прохождение частиц через вещество, а также новые методы анализа.

Научная новизна работы заключается в том, что имеющиеся данные по стратосферному суперсемейству «СТРАНА» и данные эксперимента RUNJOB позволяют изучать характеристики частиц в отдельных актах взаимодействий, что представляет собой ценное дополнение к эмульсионным исследованиям в экспериментах на горах, в частности, для исследования феномена компланарного разлета вторичных частиц (выстроенности).

Удалось наблюдать более сотни актов от первичных частиц KJ1 с энергией около 1013 эВ (в интервале 1012 — 1014), исследование явления выстроенности в этом энергетическом интервале до сих пор никем не проводилось. Было также заново переобработано согласно современным достижениям в теории и технике и проанализировано зарегистрированное ранее уникальное гамма-адронное стратосферное суперсемейство "СТРАНА" с энергией около 1016 эВ, являющееся единственным примером чистого ядерного взаимодействия при столь высокой энергии. В частности, впервые в чистом взаимодействии при такой энергии удалось обнаружить и исследовать эффект компланарного разлета частиц, оценить величины поперечных импульсов в таком акте и мотивированно предположить тип первичной частицы ПКИ, ответственной за образование семейства.

Практическая значимость. Кроме полученной конкретной новой информации о механизме ядерного взаимодействия при сверхвысокой энергии, была подтверждена концепция сотрудничества "Памир" об энергетическом пороге явления выстроенности (около 1016 эВ). Полученные результаты позволяют наиболее эффективно проводить поиск необычных явлений в планируемых работах на ускорителях (например, LHC), уточнить их энергетический порог и наметить методику обработки.

На защиту выносятся следующие основные результаты:

I. Установлено наличие эффекта компланарного разлета наиболее энергичных частиц в «чистом» ядерном взаимодействии при Ео > Ю16 эВ, зарегистрированном в стратосфере.

II. Впервые экспериментально показана корреляция эффекта компланарного разлета и больших поперечных импульсов частиц семейства. Значение оцененного среднего < pt > превышает 2.5 ГэВ/с и может составлять около 10 ГэВ/с и более.

III. Впервые получено в эксперименте указание на возможную связь эффекта выстроенности с типом первичной частицы. Первичная частица KJI, ответственная за образование данного суперсемейства, была идентифицирована как принадлежащая к группе CNO.

IV. Впервые экспериментально исследована выстроенность в однократных взаимодействиях в энергетическом диапазоне 1012 - 1014 эВ. На основе анализа данных эмульсионного стратосферного эксперимента RUNJOB показано, что доля выстроенных событий при этих энергиях соответствует уровню расчетного случайного фона.

V. На основе проведенных расчетов по зависимости фоновой случайной выстроенности от типа первичной частицы показано, что выстроенность гамма-компоненты не зависит от типа первичной частицы в то время, как фоновая выстроенность адронной компоненты для событий от первичных ядер (особенно для легких и средних ядер) заметно выше, чем в случае первичных протонов.

Вклад автора в представленную работу заключался в осуществлении объемных трудоемких измерений экспериментального материала, разработке новых подходов и методов анализа данных, в проведении специальных узконаправленных расчетов, в участии в анализе данных на всех этапах работы, а также в участии в организации запусков аэростатов с аппаратурой.

Достоверность результатов определяется использованием новой современной техники при проведении измерений, использованием наиболее современных моделей и программ при проведении расчетов, сравнением нескольких наборов данных и различных методов при анализе материала.

Аппробация результатов. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на научных семинарах НИИЯФ МГУ и ФИАН им. П.Н.Лебедева, а также на следующих рабочих встречах и конференциях:

• Ломоносовские чтения, 2000 г., МГУ, Москва.

• 27th International Cosmic Ray Conference,, 2001, Hamburg, Germany.

• Ломоносовские чтения, 2002 г., МГУ, Москва.

• 18-й Европейский симпозиум по космическим Лучам, 2002, Москва, Россия.

• 28-ая Всероссийская конференция по космическим лучам, 2004, Москва, Россия.

• Международная конференция по неускорительной новой физике NANP-2005, Дубна, Россия.

• 29-ая Всероссийская конференция по космическим лучам, 2006, ФИ РАН, Москва, Россия.

• 29th International Cosmic Ray Conference, August 03-10, 2005, Pune, India.

• Международная научная конференция Ломононосов-2006, 12-15 апреля, 2006, МГУ, Москва;

Результаты работы изложены в 7 публикациях (из них 4 в журналах и 3 в трудах международных конференций).

Основные выводы диссертационной работы можно сформулировать следующим образом:

I. Проведено детальное исследование характеристик ядерного взаимодействия частицы KJI с энергией Е0 > 1016 эВ, не искаженного атмосферой и относящегося к новому типу взаимодействия.

II. Для анализа этого семейства разработан ряд специальных методов для определения высоты взаимодействия, сорта первичной частицы, измерения пятен потемнения с использованием сканированных изображений в эмульсии, введены корректные поправки при определении энергии.

III. Установлено наличие эффекта компланарного разлета наиболее энергичных частиц в данном "чистом" взаимодействии, что подтверждает величину энергетического порога феномена выстроенности, заявленную сотрудничеством "Памир" (около 1016 эВ).

IV. Впервые было получено указание на возможную связь эффекта выстроенности с типом первичной частицы, что не могло быть сделано в горных экспериментах. Первичная частица KJI, ответственная за образование данного суперсемейства, была идентифицирована как принадлежащая к группе CNO.

V. Впервые экспериментально показано, что в данном семействе наблюдается корреляция эффекта компланарного разлета и больших поперечных импульсов pt частиц семейства. Значение среднего < pt > превышает 2.5 ГэВ/с и может составлять около 10 ГэВ/с и более.

VI. Впервые экспериментально исследована выстроенность в однократных взаимодействиях в энергетическом диапазоне 1012 - 10й эВ. На основе анализа данных эмульсионного стратосферного эксперимента RUNJOB показано, что доля выстроенных событий при этих энергиях соответствует уровню расчетного случайного фона. Это также соответствует представлению об энергетической зависимости феномена выстроенности, данному ранее сотрудничеством "Памир".

VII. Впервые получены расчетные данные по зависимости фоновой случайной выстроенности от типа первичной частицы. Выстроенность гамма-компоненты не зависит от типа первичной частицы в то время, как фоновая выстроенность адронной компоненты для событий от первичных ядер (особенно для легких и средних ядер) заметно выше, чем в случае первичных протонов.

В заключении хотел бы выразить благодарность моему научному руководителю к.ф-м.н. А.К.Манагадзе за постановку задачи и постоянное внимание, участие, поддержку, многочисленные советы и всестороннюю помощь.

Искренне признателен профессору И.В.Ракобольской, под чьим руководством я учился в аспирантуре и начинал исследования, изложенные в данной работе. Я выражаю свою благодарность зав. лабораторией д.ф-м.н. Т.М.Рогановой за постоянное внимание и доброжелательное отношение к моей работе. С особой благодарностью я бы хотел отметить многочисленные полезные консультации с д.ф-м.н. Л.Г.Свешниковой и д.ф-м.н. В.И.Галкиным, а также поблагодарить всех сотрудников лаборатории ТЭФЛ ОИВМ за поддержку.

Я очень ценю предоставленную старшими коллегами из ФИАН им. П.Н. Лебедева д.ф-м.н. К.А.Котельниковым и Л.А.Гончаровой возможность работы с экспериментальным материалом по уникальному суперсемейству "СТРАНА" и их советы по особенностям экспериментальных процедур. Выражаю искреннюю благодарность д.ф-м.н Н.Г.Полухиной за помощь в организации работы в ФИАН.

Заключение

1. Сотрудничество "Памир". О структуре гало больших гамма-семейств. //Известия АН СССР. Сер. Физ. 1985.Т. 49. № 7. С. 1295-1287.

2. Сотрудничество "Памир". Изучение событий с компланарным разлетом частиц сверхвысоких энергий. // Известия АН СССР. Сер. Физ. 1986. Т. 50. № 11. С. 2125-2128.

3. Pamir Collaboration. Analysis of structure of halo in families with energy > 500 TeV. // Proc. of 5 International Symposium on Very High Cosmic Ray Interactions. Lodz. 1988. Vol. Contributed Papers. P. 9-13 .

4. Baradzei L.T., Smorodin Yu.A., Asatiani T.L., Genina L.E., Zaratsyan S.V.Experimental data on the structure of halo superfamilies and their interpretation. // Proc. of Intern. Symposium on CR and Particle Phys. Univ. of Tokyo. 1984. P. 136-141.

5. Сотрудничество "Памир". Изучение событий с компланарным разлетом частиц при сверхвысоких энергиях. // Известия АН СССР. Сер. Физ. 1986. Т. 50.№ 11. С. 2125.

6. Baradzei L.T., Smorodin Yu.A., et al. Experimental data on the structure of halo superfamilies and their interpretation // Proc. of 3rd International Symposium on Very High Cosmic Ray Interactions. Tokyo. 1984. P. 136-141.

7. Иваненко И.П., Копенкин B.B., Манагадзе A.K., Ракобольская И.В. Выстроенность в гамма-адронных семействах космических лучей и характеристики взаимодействий при Ео~ 1016 эВ.//Письма в ЖЭТФ. 1992. Т. 56.No 4. С. 192-196.

8. Копенкин В.В.Характеристики гало в гамма-адронных семействах, зарегистрированных в глубоких свинцовых рентгеноэмульсионных камерах. Дис. канд. физ.-мат. наук. М.:НИИЯФ МГУ, 1991С. 190.

9. Байбурина С.А., Борисов А.С., Гусева З.М. и др. Взаимодействия адронов космических лучей сверхвысоких энергий. Эксперимент "Памир". -М.: Наука, 1984. Труды ФИАН. Т. 154, С. 3-217.

10. Pamir Collaboration. Alignment of cores distinguished for energies in superfamilies. Preprint of Institute of Nuclear Physics 89-67/144. Moscow. 1989. P. 13.

11. Сотрудничество "Памир" О выстроенности энергетически выделенных центров в гамма-адронных семействах. Известия АН СССР. Сер. Физ. 1991. Т. 55. 4. С. 650-65.

12. Барадзей JI.T., Смородин Ю.А., Солопов Е.А. Методы анализа воздушных семейств гамма-квантов. Препринт ФИАН СССР 103. Москва. 1974. Часть 1.С. 46.

13. Semba H. Jet analysis. // Proc. of International Symposium on Cosmic Ray and Particle Physics. Tokyo. 1984. P. 211.

14. Сотрудничество "Памир". О выстроенности энергетически выделенных центров в гамма-адронных семействах. // Известия АН СССР. Сер. Физ. 1991. Т. 55. №4. С. 650-653.

15. Иваненко И.П., Манагадзе А.К., Мухамедшин Р.А.,Федорова Г.Ф. Моделирование гамма-адронных суперсемейств. Препринт НИИЯФ МГУ № 91-18/222. Москва. 1991. Часть 2.

16. Kopenkin V.V., Managadze А.К., Rakobolskaya I.V., Roganova T.M. Alignment in gamma-hadron families of cosmic rays. // Physical Review D. 1995. Vol. 52.№ 5. P. 2766-2774.

17. Borisov A.S., Denisova V.G., Puchkov V.S. et.al. Coplanar Emission of Neutral and Charged Components of Gamma-Hadron Families at Energies 10151017 eV. //Nyclear Physics B. (Proc. Suppl.) 1997. Vol. 52 B. P. 218-221.

18. Muhamedshin R.A. Azimuthal peculiarities of gamma-ray hadron families and new physics at Vs > 4 TeV. // Proc. of 24 ICRC. Rome. 1995. Vol. 1. P. 247250.

19. Мухамедшин P.A. Феноменологические ограничения на модель неупругих взаимодействий адронов с ядрами при энергиях выше 1015эВ по данным рентген-эмульсионных камер. Дис. Доктора физ.-мат. наук -М.: ИЯИ РАН, 2006. С.233.

20. Borisov A.S., Maximenko V.M., Muhamedshin R.A. et.al. Coplanar Production of Pions at Energies above 10 PeV According to Pamir Experiment Data // Proc. of 28th ICRC, 2003, Tsukuba, Japan, v. 4, P. 85-88.

21. Borisov A.S., Denisova V.G., Puchkov V.S. e.a. Coplanar Emission of Neutral• 15 17and Charged Components of Gamma-Hadron Families at Energies 10 10 eV. //Nyclear Physics B. (Proc. Suppl.) 1997. Vol. 52 B. P. 218-221.

22. Xue L., Dai Z.Q., Li J.Y. et.al. Study on alignment of high energy gamma-hadron family events with iron emultion chamber. // Proc. of 26 ICRC. Utah. 1999. HE 1.2.24.

23. Kasahara К. Introduction to COSMOS and some relevance to ultra high energy cosmic ray air showers. // Proc. of 24 ICRC. 1995. Vol. 1. P. 399.

24. Capdevielle J.N. Unidimensional properties of hadronic matter above 107 GeV. //Proc. of 25 ICRC. Durban. 1997. Vol. 6. P. 57-60.

25. V.V.Kopenkin and A.K.Managadze Probing special features of photon-hadron families in the atmosphere for primary energies in the range 1015 1017 eV //Physics of Atomic Nuclei, 1998, Vol. 6, No 12, PP. 2114-2118.

26. Borisov A.S., Muhamedshin R.A., Puchkov V.S. et al. On the nature of gamma-hadron family alignment // Nucl. Phys. В (Proc. Suppl.). 2001. Vol. 97. PP. 118-121.

27. Mukhamedshin R.A., Slavatinsky S.A. Can alignment of gamma-ray hadron families be explained in the framework of traditional ideas? // Proc. of 22 ICRC, Dublin. 1991. Vol. 4.P.225.

28. Halzen F. and Morris D. Collinear Halos. // Proc. of 21 ICRC. Adelaide. 1990. Vol. 8. P. 18.

29. Halzen F. and Morris D.A. Collinear halos // Phys.Rev.D. 1990.Vol.42.№5. P. 1435-1438.

30. I.P.Lokhtin, A.K.Managadze, L.I.Sarycheva, A.M.Snigirev Jet activity versus alignment //-Euro Phys. Journal C44. № 1. P. 51-57 (2005).

31. Roizen I.I. Theoretical approach to alignment phenomenon // Mod. Phys. Lett. A 1994. V. 9. № 38. p.3517-3522.

32. Миронов А.Д., Ройзен И.И. Ядерная физика. 1988. Т. 48. 1(7). С. 194.

33. White A.R. New strong interactins above the electroweak scale // Int. J. Mod. Phys. 1993. Vol. A8. P. 4755-4765.

34. Capdevielle J.N. Coplanar events and multiproduction event generators in the knee region // Proc. of 26 ICRC. Utah. 1999. HE 1.2.19

35. T.H.Burnett Т.Н. et.al. Phys. Rev. Lett. 1983. Vol. 50. P. 2061.

36. Зацепин Г.Т., Галкин В.И., Оседло В.И., и другие. Анализ возможности компланарного разлета втоичных частиц в я дерных взаимодействиях при энергиях >1013 эВ по данным эксперимента RUNJOB.// Препринт НИИЯФ МГУ № 2000-30/634. Москва. 2000.

37. Wibig Т. Alignment in hadronic interaction. // hep-ph/0003230.

38. Apanasenko A.V., Ichimura M., Kamioka E. et al. (RUNJOB Collaboration) A new type of emulsion chamber for RUNJOB program (1) Energy determination. // Proc. of 25th ICRC, Rome, Italy, 1995. Vol.3, p.697-700.

39. Apanasenko A.V., Fujii M., Hareyama M. et al. (RUNJOB Collaboration) Primary proton with PeV energy detected by RUNJOB experiment. // Proc. of 25th ICRC, Durban, 1997, Vol.4.P.133-135.

40. Apanasenko A.V., Beresovskaya V.A., Fujii M., Osedlo V.I. et al. (RUNJOB Collaboration) Primary cosmic ray spectra observed by RUNJOB — proton and alpha spectra. // Proc. of 26th ICRC. Salt Lake City. 1999. Vol.3. P.l63-166.

41. Apanasenko A.V., Ichimura M., Kamioka E. et al. (RUNJOB Collaboration) A prompt report on the first Russo-Japanese Joint Balloon experiment. // Proc. of 25th ICRC. Rome. Italy. 1995. Vol.3. P.571-574.

42. Apanasenko A.V., Fujii M., Hareyama M. et al. (RUNJOB Collaboration) Energy determination for RUNJOB experiment (1) Proton and helium component. //Proc. of25th ICRC, Durban, 1997, Vol.7, p.277-280.

43. Apanasenko A.V., Fujii M., Hareyama M. et al. (RUNJOB Collaboration) Energy determination for RUNJOB experiment (2) Heavy component. //Proc. of 25th ICRC, Durban. 1997. Vol.7. P.281-284.

44. Apanasenko A.V., Beresovskaya V.A., Fujii M. et al. (RUNJOB Collaboration) Energy determination for RUNJOB experiment. // Proc. of 26th ICRC, Salt Lake City. 1999. Vol.3. P.231-234.

45. Apanasenko A.V., Ichimura M., Kamioka E. et al. (RUNJOB Collaboration) A new type of emulsion chamber for RUNJOB program (1) Chamber designing and data-processing. //Proc. of 25th ICRC. Rome. Italy. 1995.Vol.3.P.693-696.

46. Галкин В.И., Манагадзе A.K., Оседло В.И. Роганова Т.М., Шозиёев Г. Изучение азимутальной анизотропии в ядерных взаимодействиях частиц космических лучей // Вестник Московского Университета, Сер. 3. Физика. Астрономия. 2003, N 6. С. 34-37.

47. Galkin V.I., OsedloV.I., Managadze А.К. et al. Search for coplanar emission of secondaries in nuclear interactions at energy E0 > 1013 eV in RUNJOB experiment data//Proc. 27th ICRC, Hamburg. 2001. Vol.4. P. 1407-1409.

48. Borisov A.S., Denisova V.G., Puchkov V.S. et al. // Proc. of 25th ICRC. 1997. Vol.6. P. 61-64.

49. Apanasenko A.V., et.al. Stratospheric superfamily with ^E^-IO15 eV. // Proc. Of 15th ICRC. Plovdiv. 1977.Vol.7.P.220-223.

50. Апанасенко A.B., Горячих А.А., Гончарова JI.А., и др. Ядерный ливень большой множественности, зарегистрированный в стратосферной ренгеноэмульсионной камере.// Известия АН СССР. Сер. Физ. 1986. Т. 55. № 11.С. 2156-2158.

51. Роганова Т.М. Многомерные характеристики электронно-фотонных и адронных каскадов в космических лучах при сверхвысоких энергиях. Дис. докт. физ.-мат. наук. М.:НИИЯФ МГУ, 1998. С.230.

52. Смородин Ю.А. Рентгеноэмульсионные камеры в исследованиях взаимодействий при сверхвысоких энергиях Дис. докт. физ-мат. наук. -М.:ФИАН СССР, 1986 г.

53. Лютов Ю.Г. Средние характеристики и флуктуации развития электронно-фотонных ливней при сверхвысоких энергиях. Дис. канд. физ.-мат. наук. -М.:НИИЯФ МГУ, 1986. С.164.

54. Кириллов А.А.Развитие электронно-фотонных каскадов с учетом эффекта Ландау-Померанчука в плотных средах. Дис. канд. физ.-мат. наук. -М.:НИИЯФ МГУ, 1979С.170.

55. Барадзей Л.Т., Будилов В.К., Каневская Е.А. и др. Измерение высоких оптических плотностей пятен на пленках рентгеноэмульсионных камер. Препринт ФИАН СССР № 51. Москва, 1976. С. 24.

56. Budilov V.K., Smorodin U.A., Tomashevski А. е.а. Influence of scattered light on measurement of the optical density of darkness spots registered in X-ray films. //Zesz. nauk. UL. Ser.2. 1977. Z. 60. P. 325-329.

57. Migdal A.V. Landau — Pomeranchuc effect. // Phys.Rev. 1956.Vol 8.P.1811-1123.

58. Афанасьева Л.Г. Исследование характеристик потоков гамма-квантов и адронов на уровне гор с помощью многослойной свинцовой рентгеноэмульсионной камеры. Дис. канд. физ.-мат. наук. М/.НИИЯФ МГУ, 1982. С. 192.

59. Апанасенко А.В., Вальчак М., Горячих А.А., Гончарова Л.А., и др. Аэростатные исследования первичных космических лучей и их взаимодействие с веществом при высоких энергиях. // Известия АН СССР. Сер. Физ. 1989. Т. 53. № 2. С. 220-252.

60. Апанасенко А.В., Горячих А.А., Гончарова Л.А., и др. Струйные эффекты в суперсемеистве с £Е^2-1015 ЭВ, зарегистрированном в стратосфере.// Известия АН СССР. Сер. Физ. 1980. Т. 44. № 3. С. 463-465.

61. Галкин В.И., Назаров С.Н., ECSim — Программный комплекс для моделирования электромагнитных камер.// Руководство пользователя. НИИЯФ МГУ, Москва, 2002. С. 10.

62. Калмыков Н.Н., Остапченко С.С., Ядро ядерное взаимодействие, фрагментация ядер и флуктуации широких атмосферных ливней. // Ядерная физика, т.56. вып.З., 1993. С.105-119.

63. Kalmukov N.N., Khristiansen G.B. Pisma ZhETF Vol. 37.1983.P.247-251.

64. Kalmukov N.N., et.al, Yad.Fiz.№43. 1985. P. 947-956.

65. Dedenko L.G. Izv. Akad.Nauk SSSR. Ser.Fiz.№55. 1991.P.720-725.

66. Erlykin A.D., et.al. Proc.l9th ICRC. La Jolla.Vol.6.1985.P.92-94.

67. Dunaevsky A.M., et.al., Izv. Akad.Nauk SSSR. Ser.Fiz.№55. 1991.P.654-659.

68. Gribov V.N. Sov.Phys.JETP.Vol.26.1968.P.414-419.

69. Kaidalov A.V., Ter-Martirosyan K.A. Sov.J.Nucl.Phys.Vol.39.1984.P.979-987.

70. Kalmukov N.N., Ostapchenko S.S., Pavlov A.I. Nucl.Phys.Proc.Supll. Vol. 52В. 1997.P. 17-29.

71. Knapp J., et.al. Forschungszentrum Karlsruhe Report FZKA-5828.1996.

72. Fletcher R.S., et.al. Phys.Rev. Vol.D50.1994.P.57-69.

73. Osedlo V.I., Rakobolskaya I.V., Galkin V.I., Managadze A.K. et al. A superfamily with £EY > 1015 eV observed in stratosphere // Proc. 27th ICRC, Hamburg. 2001. Vol. 4. P.1426-1428.

74. Azimov S. A. et al. Proc. 18th ICRC. Bangalore, 1983. v.5. P.458

75. Krys A. et al. Pamir collaboration workshop. Lodz, 1980, P.66.

76. Althof M. et al. Phys. Letts B, 1984, v. 139. P. 126

77. Bender D. et al. Phys. Rev. D, 1985, v.31, P.l.

78. Де Гроот M. Оптимальные статистические решения. М,: Мир, 1974.

79. Borisov A.S., Denisova V.G., Maximenko V.M. et. al. Comparison of experimental and simulated data on coplanar emission of extremely high energy particles in multiple production.// Proc.of 25 ICRC. 1999. HE 1.2.24.

80. Галкин В.И., Манагадзе А.К., Оценка высоты генерации семейств частиц космических лучей по распаду л:0-мезонов. // Вестник Московского Университета. Сер. 3. Физика. Астрономия. 2004. № 3. С. 33-36.

81. Котельников К.А. и др., Полностью Автоматизированный Измерительный Комплекс ПАВИКОМ, Наука производству. №12. 2000. С. 29.

82. Фейнберг Е.Л., Котельников К. А., Полухина Н.Г., Полностью автоматизированный комплекс (ПАВИКОМ) для обработки материала трековых детекторов, Физика элементарных частиц и атомного ядра, 2004, т. 35, вып. 3.

83. Mukhamedshin R.A. On coplanarity of most energetic cores in gamma-ray-hadron families and hadron interactions at s1/2 > 4 TeV // J. High Energy Phys. -05 -2005-049.