Р.А.Мухамедшин Институт ядерных исследований РАН Москва 2006 Феноменологические ограничения на модель неупругих взаимодействий адронов с ядрами при энергиях выше эВ по данным рентген-эмульсионных камер

Актуальность темы Исследование мягких и полужестких процессов множественной генерации наиболее энергичных частиц во взаимодействиях адронов с легкими ядрами при E>10 16 эВ (¯s 4 ТэВ) пока возможно лишь в космических лучахИсследование мягких и полужестких процессов множественной генерации наиболее энергичных частиц во взаимодействиях адронов с легкими ядрами при E>10 16 эВ (¯s 4 ТэВ) пока возможно лишь в космических лучах Анализируются характеристики компонент ядерно- электромагнитных каскадов (ЯЭК) в атмосфере (ШАЛ, -h семейства, группы мюонов).Анализируются характеристики компонент ядерно- электромагнитных каскадов (ЯЭК) в атмосфере (ШАЛ, -h семейства, группы мюонов). Первоначальная концепция неупругого p-N 14 взаимодействия (Г.Т.Зацепин 1949, Г.В.Ватагин 1949):Первоначальная концепция неупругого p-N 14 взаимодействия (Г.Т.Зацепин 1949, Г.В.Ватагин 1949): эффект лидирования лидер уносит ~0,5 E 0 K inel E 0эффект лидирования лидер уносит ~0,5 E 0 (1-K inel )E 0 сечение inel и K inel слабо зависят от энергиисечение inel и K inel слабо зависят от энергии 1969: Скейлинг (F), автомодельность (ММТ), предельная фрагментация (BCYY)1969: Скейлинг (F), автомодельность (ММТ), предельная фрагментация (BCYY)

Современная (наиболее популярная) концепция мягких и полужестких p-N 14 взаимодействий (в т.ч. по данным РЭК):Современная (наиболее популярная) концепция мягких и полужестких p-N 14 взаимодействий (в т.ч. по данным РЭК): модель кварк-глюонных струн (МКГС)модель кварк-глюонных струн (МКГС) медленный рост сеченияс энергиеймедленный рост сечения с энергией эффект лидирования и медленный ростс энергией K inel (вплоть до ~0,85 при E эВ (по данным РЭК):эффект лидирования и медленный рост с энергией K inel (вплоть до ~0,85 при E эВ (по данным РЭК): Актуальность темы Число КГС моделей и их версий постоянно растет: QGSJET (98, 01, II), SIBYLL (1.7, 2.1), DPMJET, VENUS, NeXuS (1 – 3), EPOS……Число КГС моделей и их версий постоянно растет: QGSJET (98, 01, II), SIBYLL (1.7, 2.1), DPMJET, VENUS, NeXuS (1 – 3), EPOS…… Ни одна из моделей не описывает все результаты в ШАЛ (даже в рамках одного эксперимента!)Ни одна из моделей не описывает все результаты в ШАЛ (даже в рамках одного эксперимента!) Некоторые результаты этими моделями игнорируютсяНекоторые результаты этими моделями игнорируются Эксперименты с РЭК Эксперименты с РЭК более чувствительны к характеристикам взаимодействий и, следовательно, моделямболее чувствительны к характеристикам взаимодействий и, следовательно, моделям дают возможность откинуть некоторые моделидают возможность откинуть некоторые модели

Исследование свойств адрон-ядерных взаимодействий в фрагментационной области при энергиях E эВ ( s 4 ТэВ) на основе сравнительного анализа экспериментальных данных РЭК и результатов моделирования;Исследование свойств адрон-ядерных взаимодействий в фрагментационной области при энергиях E эВ ( s 4 ТэВ) на основе сравнительного анализа экспериментальных данных РЭК и результатов моделирования; разработка феноменологической модели взаимодействий при этих энергиях, способной дать одновременное описание наиболее широкого круга результатов нескольких экспериментов в единых рамках, что значительно повышает надежность выводов; определение феноменологических ограниченийна характеристики взаимодействий, необходимых для разработки строгой теории процессов;разработка феноменологической модели взаимодействий при этих энергиях, способной дать одновременное описание наиболее широкого круга результатов нескольких экспериментов в единых рамках, что значительно повышает надежность выводов; определение феноменологических ограничений на характеристики взаимодействий, необходимых для разработки строгой теории процессов; выработка предложений по проверке разработанной модели.выработка предложений по проверке разработанной модели. Цель диссертации

РЭК Сотрудничества «Памир» «Свинцовая» Pb-РЭК «Углеродная» C-РЭК Пространственное разрешение 50 м Толстая мишень - воздух РЭК на аэростатах и самолетах Введение

Большой объем экспериментальных данныхБольшой объем экспериментальных данных Сильные флуктуации вСильные флуктуации в атмосфереатмосфере РЭКРЭК Сильное поглощение малая вероятность регистрацииСильное поглощение малая вероятность регистрации Флуктуации дают вклад в любую характеристикуФлуктуации дают вклад в любую характеристику Сильная выборка в зависимости от критериев отбораСильная выборка в зависимости от критериев отбора Для любого нетривиального результата надо считать флуктуационный фонДля любого нетривиального результата надо считать флуктуационный фон Необходима программа моделирования методом Монте-Карло, воспроизводящая максимально возможно широкую совокупность экспериментальных данных и теоретических предсказанийНеобходима программа моделирования методом Монте-Карло, воспроизводящая максимально возможно широкую совокупность экспериментальных данных и теоретических предсказанийВведение Необходимость моделирования

Для эксперимента «Памир»: коды МSF и МС0 моделирования ядерно-электромагнитных каскадов (ЯЭК) в атмосфере Для эксперимента «Памир»: коды МSF и МС0 моделирования ядерно-электромагнитных каскадов (ЯЭК) в атмосфере Код MSF (1976) был одной из первых программ, учитывающей нарушение скейлинга в пионизационной областиКод MSF (1976) был одной из первых программ, учитывающей нарушение скейлинга в пионизационной области Использовался для исследования широкого круга проблем в эксперименте «Памир» (характеристики гамма- и адронных семейств, гало и т.д.) (в том числе, в НИИЯФ МГУ)Использовался для исследования широкого круга проблем в эксперименте «Памир» (характеристики гамма- и адронных семейств, гало и т.д.) (в том числе, в НИИЯФ МГУ) Основные характеристики:Основные характеристики: скейлинг в фрагментационной области (x F 0,1) (доминир.идея)скейлинг в фрагментационной области (x F 0,1) (доминир.идея) K inel = 0,5K inel = 0,5 inel = f(E0) inel = f(E0) Результаты, полученные Сотрудничеством «Памир», в том числе с использованием кода MSF, дали толчок развитию моделей КГС (Кайдалов, Тер-Мартиросян, Шабельский)Результаты, полученные Сотрудничеством «Памир», в том числе с использованием кода MSF, дали толчок развитию моделей КГС (Кайдалов, Тер-Мартиросян, Шабельский)Моделирование

Код MC0 (1990) был первым кодом моделирования сильных взаимодействий при развитии ЯЭК, учитывающим одновременноКод MC0 (1990) был первым кодом моделирования сильных взаимодействий при развитии ЯЭК, учитывающим одновременно модель кварк-глюонных струн (Шабельский, КТ-М 1988) рост inel и K inelмодель кварк-глюонных струн (Шабельский, КТ-М 1988) рост inel и K inel модель полужестких струй(министруй) (ГЛР 1983): Q T 2 ГэВ/с при E 0 ~10 16 эВ ~50% частиц рождается через этот каналмодель полужестких струй (министруй) (ГЛР 1983): Q T 2 ГэВ/с при E 0 ~10 16 эВ ~50% частиц рождается через этот канал ускорительные данные: генерация частиц (вкл. странные, чармированные, резонансы), КХД – струй; дифракционные процессыускорительные данные: генерация частиц (вкл. странные, чармированные, резонансы), КХД – струй; дифракционные процессы основная программа для Сотрудничества «ПАМИР»основная программа для Сотрудничества «ПАМИР» близок к коду QGSJET 98, разработанному на несколько лет позжеблизок к коду QGSJET 98, разработанному на несколько лет позжеМоделирование

КодMQ (Дунаевский 1990) использовался Сотрудничеством «ПАМИР»Код MQ (Дунаевский 1990) использовался Сотрудничеством «ПАМИР» очень близок к MC0, но характеризуетсяочень близок к MC0, но характеризуется высокой (~0,7) вероятностью неупругой перезарядки A 0 +X..высокой (~0,7) вероятностью неупругой перезарядки A 0 +X.. более быстрым ростом K inel (до ~0,85 при E 0 ~10 16 эВ в pp +X…)более быстрым ростом K inel (до ~0,85 при E 0 ~10 16 эВ в pp +X…) отсутствием генерации КХД-струйотсутствием генерации КХД-струйМоделирование

K inel MSF < K inel MC0 < K inel MQ K inel MSF < K inel MC0 < K inel MQ K inel зависит от определения K inel зависит от определения K inel K inel 0,6 при E 0 ~ эВ (близко к значению Г.Т.Зацепина 1949) K inel K inel 0,6 при E 0 ~ эВ (близко к значению Г.Т.Зацепина 1949) Коэффициент неупругости MSF 0,50 0,45Моделированиеleader

Электромагнитная компонента: E 0,01 E0 Расчетные интегральные спектры немного круче экспериментальных спектров,Расчетные интегральные спектры немного круче экспериментальных спектров, но! часть пятен потемнения на пленке создается не одиночными -квантами, а узкими ЭМ каскадами из воздухачасть пятен потемнения на пленке создается не одиночными -квантами, а узкими ЭМ каскадами из воздуха переоценка энергии и ужесточение измеряемого спектра ( 0,15), т.е. real 2,15 meas ~ 2,0переоценка энергии и ужесточение измеряемого спектра ( 0,15), т.е. real 2,15 meas ~ 2,0 По сравнению с МС0 (и экспериментом) MSF дает: По сравнению с МС0 (и экспериментом) MSF дает: более высокие интенсивностиболее высокие интенсивности более пологие спектрыболее пологие спектры Расчет MC0 Сравнение экспериментальных и расчетных данных при E эВ MC0 : Расчетные спектры по E согласуются с экспериментальными

MC0 : Расчетные спектры по E h согласуются с экспериментальными Адронная компонента: E h 0,01 E 0 Адронная компонента: E h 0,01 E 0 Спектры в С-РЭК в среднем положе спектров в Pb-РЭКСпектры в С-РЭК в среднем положе спектров в Pb-РЭК Расчетный суммарный спектр над РЭК круче экспериментальных спектровРасчетный суммарный спектр над РЭК круче экспериментальных спектров но! но! Спектры адронов I ~ E -, падающих на РЭК, круче спектров измеряемыхСпектры адронов I ~ E -, падающих на РЭК, круче спектров измеряемых интенсивности -вышеинтенсивности - выше спектры - положеспектры - положе MSF: Эксперимент Расчет (МС0) измеряемыепадающие Сравнение экспериментальных и расчетных данных при E эВ (по сравнению с МС0 и экспериментом ) (по сравнению с МС0 и экспериментом )

Гамма-адронные семейства: (E +E h ( ) ) 0,1 E0 (группы генетически связанных частиц ( /e, h) c E 5 ТэВ) * E thr = 4ТэВ; # E thr = 10 ТэВ MSF завышает интенсивность по сравнению с экспериментом MC0 MC0 MC0 Сравнение экспериментальных и расчетных данных при E эВ МС0 согласуется с экспериментом по интенсивности интенсивности множественности и h множественности и h

Корреляции между ЭМ и адронной компонентами в -h семействах Пространственно-энергетические характеристики -h семейств * E thr = 4ТэВ; # E thr = 10 ТэВ Q = E /( E + E h ) Сравнение экспериментальных и расчетных данных при E эВ MC0 MC0 МС0 согласуется с экспериментом по корреляциям между и h по корреляциям между и h поперечным характеристикам поперечным характеристикам

Доля энергии в адронной компоненте в -h семействах E R 300 ТэВ·см; E h R h 300 ТэВ·смE R 300 ТэВ·см; E h R h 300 ТэВ·см Сравнение экспериментальных и расчетных данных при E эВ Экспериментальные события с наибольшей долей адронной компоненты ( q h > 0,9 ) не описываются всеми современными моделями

Модели типа MSF (сохранение скейлинга в фрагментационной области) предсказываютМодели типа MSF (сохранение скейлинга в фрагментационной области) предсказывают слишком большие интенсивности всех одиночных компонент и -h семействслишком большие интенсивности всех одиночных компонент и -h семейств слишком жесткие спектры ЭМ и адронной компонентслишком жесткие спектры ЭМ и адронной компонент Модели типа кварк-глюонных струн (МС0) хорошо описывают данные эксперимента «Памир» поМодели типа кварк-глюонных струн (МС0) хорошо описывают данные эксперимента «Памир» по одиночным адронам;одиночным адронам; ЭМ компоненте;ЭМ компоненте; -h семействам, -h семействам, относящиеся к E 0 5·10 15 эВ относящиеся к E 0 5·10 15 эВ Т.о. имеется модель МС0, проверенная при E эВ, которую можно использовать для исследований области более высоких энергийТ.о. имеется модель МС0, проверенная при E эВ, которую можно использовать для исследований области более высоких энергий Результаты сравнения эксперимента и расчета при E эВ

Азимутальные особенности гамма-адронных семейств Анализ азимутальных характеристик КХД: КХД: объясняет объясняет объясняет (?) (Памир); объясняет (?) (Памир); не объясняет (Канбала и Чакалтая) не объясняет (Канбала и Чакалтая) не объясняет ! (Памир) не объясняет ! (Памир) экспериментальные данные В экспериментах с РЭК обнаружены: Азимутальная анизотропия частиц в семействах с энергией E 30 ТэВ (Памир)Азимутальная анизотропия частиц в семействах с энергией E 30 ТэВ (Памир) Двуцентровые («бинокулярные») события с энергией E 200 ТэВ (Памир, Чакалтая, Канбала)Двуцентровые («бинокулярные») события с энергией E 200 ТэВ (Памир, Чакалтая, Канбала) Выстроенность «энергетически выделенных центров» (ЭВЦ) в семействах с энергий E 700 ТэВ ( E эВ ) Выстроенность «энергетически выделенных центров» (ЭВЦ) в семействах с энергий E 700 ТэВ ( E эВ )

-1/(N-1) N 1,0 Выстроенные события: N fix Обычно: 4 0,8 Примеры выстроенности k i j k ij Electromagnetic halo hadron halo hadron halo hadron hadron -ray cluster -ray cluster Памир : a) 4- -кластерное семество; б) Pb-6: 4 =0.95; в) Pb-28: 4 =0.85. г) JF2af2 (Concorde); д) Страна (аэростат). Цифры – энергия в ТэВПамир : a) 4- -кластерное семество; б) Pb-6: 4 =0.95; в) Pb-28: 4 =0.85. г) JF2af2 (Concorde); д) Страна (аэростат). Цифры – энергия в ТэВ -ray clusters a)a)б)б) в) г) д) 5 самых энергичн. частиц = 23 7 GeV/c (Preliminary !)Выстроенность

Выстроенность Экспериментальные данные по выстроенности – разнокалиберные (частицы, группы частиц, гало )Экспериментальные данные по выстроенности – разнокалиберные (частицы, группы частиц, гало ) Надо выделять изолированные потоки энергииНадо выделять изолированные потоки энергии т.н. «энергетически выделенные центры» (ЭВЦ) (НИИЯФ)т.н. «энергетически выделенные центры» (ЭВЦ) (НИИЯФ)

ЭВЦ = группы, инициированные -квантами: Z С ~ 1 ТэВ·см -квантами: Z С ~ 1 ТэВ·см 0 -мезонами: Z С ~ 3 ТэВ·см 0 -мезонами: Z С ~ 3 ТэВ·см взаимодействиями адронов: Z С ~ 20 ТэВ·см Z С ~ 20 ТэВ·см h*Выстроенность ЭВЦ = изолированные кластеры генетически связанных частиц ( /e, h), выделяемые «декаскадированием» = процедурой объединения i-й и k-й частиц в группе (с Z ik < Z C )ЭВЦ = изолированные кластеры генетически связанных частиц ( /e, h), выделяемые «декаскадированием» = процедурой объединения i-й и k-й частиц в группе (с Z ik < Z C ) p t Z C ~1, ~3, ~20 ТэВ см соответствует объединению частиц в «исходный» -квант, 0 -мезон и адрон (уровень Памира!) p t Z C ~1, ~3, ~20 ТэВ см соответствует объединению частиц в «исходный» -квант, 0 -мезон и адрон (уровень Памира!)

Экспериментальная ситуация Эксперимент Kanbala ( E 500 TeV, 3 0.8) Эксперимент Kanbala ( E 500 TeV, 3 0.8) in Fe-РЭК (3 из 6 при 1.2 ожидаемом ) in Fe-РЭК (3 из 6 при 1.2 ожидаемом ) 0.21 – ожидаемый фон Xue L. et al Только два стратосферных -h семейства c E 1000 TeV Оба предельно выстроены: 4 = (JF2af2, Concorde) 4 = (JF2af2, Concorde) 4 h = 0.99 (Страна, аэростат) 4 h = 0.99 (Страна, аэростат) Сильные взаимодействия? Флуктуации ? Магнитное поле ? Электрические поля? Коэффициент регрессии 38 квантов: 38 = Эксперимент «Памир» ( E 700 TeV, 4 0.8) в Pb-РЭК (6 из 14 при 1.0 ожидаемом ) в Pb-РЭК (6 из 14 при 1.0 ожидаемом ) в С- РЭК (9 из 35 при 2.1 ожидаемом ) в С- РЭК (9 из 35 при 2.1 ожидаемом ) 0.06 – ожидаемый фон : 0.06 – ожидаемый фон :Выстроенность

Разнокалиберные экспериментальные данные (ПАМИР, Kanbala, Concorde, аэростат) МоделированиеЗамечание До сих пор существуют два противоположных мнения о происхождении экспериментально наблюдаемой выстроенности: До сих пор существуют два противоположных мнения о происхождении экспериментально наблюдаемой выстроенности: выстроенность есть результат тривиальных флуктуаций для опровержения требуется хорошая статистическая обеспеченность расчетных результатоввыстроенность есть результат тривиальных флуктуаций для опровержения требуется хорошая статистическая обеспеченность расчетных результатов выстроенность может быть объяснена КХД-струями требуется модель с генерацией КХД струй ( МС0 )выстроенность может быть объяснена КХД-струями требуется модель с генерацией КХД струй ( МС0 )

Эксперимент «Памир» Из 11 тысяч искусственных наборов событий, нет ни одного, подобного экспериментальным! 8000 наборов событий 3000 наборов событий Эксперимент Моделирование Выстроенность и флуктуации Роль флуктуаций в явлении выстроенности Распределения наборов по числу выстроенных событий в каждом из наборов МС0 Эксперимент. набор: 6 выстроенных событий из 14 Эксперимент. набор: 9 выстроенных событий из 35

Вероятность получить k выстроенных событий в наборе из n событий: Выстроенность и флуктуации Биномиальное распределение При изучении явления выстроенности любое событие может принадлежать только к одному из двух типов: выстроенное или невыстроенноеПри изучении явления выстроенности любое событие может принадлежать только к одному из двух типов: выстроенное или невыстроенное

Вероятность регистрации всего набора экспериментальных выстроенных событий (Памир, Kanbala, стратосфера): W fluct

Роль электромагнитных полей Магнитное поле ЗемлиМагнитное поле Земли реально не влияет на выстроенность семейств на уровне горреально не влияет на выстроенность семейств на уровне гор немного усиливает выстроенность в стратосфере, но для L 1 м F( 4 >0,8) 0,8) < 0,01 Электрические грозовые поля (расчет: E crit 100 кВ/м, U 1 ГВ)Электрические грозовые поля (расчет: E crit 100 кВ/м, U 1 ГВ) почти не влияют на выстроенность адронов на высоте гор: F( 4 >0,8) 0,03;почти не влияют на выстроенность адронов на высоте гор: F( 4 >0,8) 0,03; увеличивает выстроенность в ЭМ каскадах от -квантов: F( 4 >0,8) 0,16;увеличивает выстроенность в ЭМ каскадах от -квантов: F( 4 >0,8) 0,16; Но! Но! подобные поля образуются крайне редко (если вообще образуются! Для Памира E crit 50 кВ/м)подобные поля образуются крайне редко (если вообще образуются! Для Памира E crit 50 кВ/м) Выстроенность и электромагнитные поля

Источником феномена выстроенности не могут быть флуктуациифлуктуации магнитное поле Землимагнитное поле Земли электрические грозовые поляэлектрические грозовые поля Источник выстроенности – адронные взаимодействия Выстроенность Существует процесс компланарной генерации частиц (КГЧ)

Кинематика Кинематика кинематические эффекты в дифракционных процессах (СморСмир 90, Zhu 90, Capdevielle 01);кинематические эффекты в дифракционных процессах (СморСмир 90, Zhu 90, Capdevielle 01); «Новая» физика «Новая» физика новое сильное взаимодействие при энергиях s 4 TэВ и генерация бозонов и адронов, включающих новые кварки высшей цветовой симметрии (White 94);новое сильное взаимодействие при энергиях s 4 TэВ и генерация бозонов и адронов, включающих новые кварки высшей цветовой симметрии (White 94); Передача больших Q t Передача больших Q t генерация глюонных КХД-струй (Halzen 90);генерация глюонных КХД-струй (Halzen 90); полужесткая двойная дифракционная неупругая диссоциация (натяжение и разрыв кварк-глюонной струны между полужестко рассеянным кварком-конституентом и кварками-спектаторами налетающего адрона (Ройзен 94)полужесткая двойная дифракционная неупругая диссоциация (натяжение и разрыв кварк-глюонной струны между полужестко рассеянным кварком-конституентом и кварками-спектаторами налетающего адрона (Ройзен 94)Выстроенность Об интерпретации выстроенности и КГЧ

Кинематика вращения Кинематика вращения Рождение лидирующего резонанса с очень высоким спином (Мух 99, В.Чуд 01)Рождение лидирующего резонанса с очень высоким спином (Мух 99, В.Чуд 01) высокий угловой момент кварк-глюонной струны (Wibig 04)высокий угловой момент кварк-глюонной струны (Wibig 04) вращение с очень высоким спином невзаимодействующей части налетающего ядра;вращение с очень высоким спином невзаимодействующей части налетающего ядра; закручивание взаимодействующего адрона и компланарный разлет вторичных частиц как следствие релятивистского изменения свойств адрона при высоких энергиях (Г.Т.Зац 94)закручивание взаимодействующего адрона и компланарный разлет вторичных частиц как следствие релятивистского изменения свойств адрона при высоких энергиях (Г.Т.Зац 94)Выстроенность

Эвристические модели компланарной генерации частиц Базовая модель – МС0Базовая модель – МС0 ALG – компланарная генерация всех вторичных частиц с традиционным значением p tALG – компланарная генерация всех вторичных частиц с традиционным значением p t EMD – электромагнитная диссоциация и развал налетающих ядер в электрическом поле ядер воздуха ( усиление влияния магнитного поля Земли)EMD – электромагнитная диссоциация и развал налетающих ядер в электрическом поле ядер воздуха ( усиление влияния магнитного поля Земли) ISD – дифракционная диссоциация с увеличенным в 10 раз сечениемISD – дифракционная диссоциация с увеличенным в 10 раз сечением K2M – существенное увеличение дисперсии распределения по K inel и его постепенная трансформация в двугорбовое (максимумы при K inel ~ 0 и K inel ~ 1, Г.Т.Зац)K2M – существенное увеличение дисперсии распределения по K inel и его постепенная трансформация в двугорбовое (максимумы при K inel ~ 0 и K inel ~ 1, Г.Т.Зац) PNP – неупругие (фотоядерные) взаимодействия -квантовPNP – неупругие (фотоядерные) взаимодействия -квантов ROT – вращение с очень большим значением спина невзаимодействующей части налетающего ядра с последующим компланарным разваломROT – вращение с очень большим значением спина невзаимодействующей части налетающего ядра с последующим компланарным развалом Выстроенность и модели взаимодействия

SHDID – полужесткая двойная дифракционная неупругая диссоциация, протекающая через натяжение кварк-глюонной струны между полужестко рассеянным быстрым кварком и кварками-спектаторами налетающего адрона и последующий разрыв струны с образованием вторичных частиц (Ройзен 94).SHDID – полужесткая двойная дифракционная неупругая диссоциация, протекающая через натяжение кварк-глюонной струны между полужестко рассеянным быстрым кварком и кварками-спектаторами налетающего адрона и последующий разрыв струны с образованием вторичных частиц (Ройзен 94). SHDQ – новое сильное взаимодействие при s 4 TэВ и генерация бозонов и адронов с новыми кварками высшей цветовой симметрии (White 94).SHDQ – новое сильное взаимодействие при s 4 TэВ и генерация бозонов и адронов с новыми кварками высшей цветовой симметрии (White 94). X – гипотетическая длиннопробежная компонента, взаимодействующая с малым сечением неупругого взаимодействия inel 0,2 inel через компланарную генерацию вторичных частиц.X – гипотетическая длиннопробежная компонента, взаимодействующая с малым сечением неупругого взаимодействия inel 0,2 inel через компланарную генерацию вторичных частиц. МКГЧ – упрощенная Модель Компланарной ГенерацииМКГЧ – упрощенная Модель Компланарной Генерации Выстроенность и модели взаимодействия p-air p-air Х-air

наблюдаемый эффект выстроенностине может быть объясненнаблюдаемый эффект выстроенности не может быть объяснен кинематическими эффектами во взаимодействиях адроновкинематическими эффектами во взаимодействиях адронов КХД взаимодействиями адроновКХД взаимодействиями адронов КГЧ взаимодействиями адронов с p t 1 ГэВ/сКГЧ взаимодействиями адронов с p t 1 ГэВ/с Фазовое пространство компланарных событий в плоскости компланарности – не меньше, чем несколько ГэВ/сФазовое пространство компланарных событий в плоскости компланарности – не меньше, чем несколько ГэВ/с В Лаб-системе д.б.специфическая корреляция между E (или p L ) и p t частиц: бóльше p t – меньшe EВ Лаб-системе д.б. специфическая корреляция между E (или p L ) и p t частиц: бóльше p t – меньшe E Каскадное развитие быстро разрушает компланарностьКаскадное развитие быстро разрушает компланарность Частицы с повышенной проникающей способностью (т.е. compl > int ) обладают высокой потенциальной эффективностью для создания выстроенных событий.Частицы с повышенной проникающей способностью (т.е. compl > int ) обладают высокой потенциальной эффективностью для создания выстроенных событий. Выстроенность и модели взаимодействия Предварительные выводы (на основе эвристических моделей) p-air

Нужна специфическая корреляция: Нужна специфическая корреляция: выше p t ниже p L выше p t ниже p L а) КХД струи: Sin i const а) КХД струи: Sin i const неподходящая корреляция неподходящая корреляция 2 отдельных кластера 2 отдельных кластера нет наблюдаемой выстроенности нет наблюдаемой выстроенности b) SHDID (Ройзен 1994) – разрыв натянутой кварк-глюонной струны в дифракционном кластере: b) SHDID (Ройзен 1994) – разрыв натянутой кварк-глюонной струны в дифракционном кластере: необходимая корреляция необходимая корреляция выстроенность есть выстроенность есть c) система-лидер с высоким спином подходящая корреляция (для наиболее энергичных частиц) выстроенность есть выстроенность есть d) Угловой момент КГС (Wibig 04) необходимая корреляция выстроенность есть необходимая корреляция выстроенность есть Самые энергичные частицы Выстроенность и модели взаимодействия СЦМЛаб

КХД струи: Лохтин и др КХД струи: Лохтин и др PYTHIA и s = 14 TэВ (LHC) Вывод: Выстроенность 3-х (!) КЛАСТЕРОВ (близкая к эксперименту) только (!) 1.при E 3,4 3 ТэВ, т.е. E 3,4 ~ E 1 ( inel ) 2.в ускорительных экспериментах, где расстояние от точки взаимодействия до уровня наблюдения, т.е.толщина мишени x ~0 (в экспериментах с РЭК x > 500 г/см 2 ) Но: 1. Нет выстроенности а) 4 и более кластеров; б) частиц 2. С ростом x резко падает выстроенность 2. С ростом x резко падает выстроенность Угловой момент КГС(Wibig 2004) Угловой момент КГС (Wibig 2004) t 0 – l ~ b и ~const( b b/2 l ~ const и ~ b( b~ b/2 (v = c) t 0 – l ~ b и ~ const ( b b/2 l ~ const и ~ 1/ b ( b ~ b/2 (v = c) t 1 – возникает волна; изменяется распределение p t t 1 – возникает волна; изменяется распределение p t Возможная (?) картина b/2 t1 t1 t0 t0 - b/2 сохранение углового момента Выстроенность и модели взаимодействия jetjet

МКГЧ = Модель Компланарной Генерации Частиц #, * МКГЧ = Модель Компланарной Генерации Частиц #, * частицы ( и K) рождаются компланарно с нормальным p t относительно плоскости компланарностичастицы ( и K) рождаются компланарно с нормальным p t относительно плоскости компланарности множественность n s 10;множественность n s 10; p T copl 1– 2,3 ГэВ/с в плоскости компланарности p T copl 1– 2,3 ГэВ/с в плоскости компланарности * Примитивная (!) эвристическая модель для изучения факторов, связанных с возможностью наблюдения выстроенности Выстроенность и модели взаимодействия # Параметры взаимодействия относятся к фрагментационной области

Если на уровне гор F( 4 0,8) 0,2, то copl ~ inel copl ~ inel Выстроенность может изучаться только в Выстроенность может изучаться только в высокогорных и стратосферных экспериментах с высоким разрешением ( x 1см )высокогорных и стратосферных экспериментах с высоким разрешением ( x 1см ) на коллайдерахна коллайдерах фон Памир KASCADE частицы МКГЧ Феноменологический анализ ЭВЦ Зависимость F( 4 0,8) от расстояния до точки взаимодействия Расстояние от точки взаимодействия, г/см 2 p-air F( 40.8) зависит от F( 40.8) зависит от глубины в атмосфереглубины в атмосфере расстояния до уровня наблюдениярасстояния до уровня наблюдения параметра декаскадирования Z cпараметра декаскадирования Z c

F( 4 z0.8) зависит от Z CF( 4 z0.8) зависит от Z C «Памир» – максимум при Z C 4 ТэВ·см«Памир» – максимум при Z C 4 ТэВ·см МКГЧ объясняет эффектМКГЧ объясняет эффект МС0 не объясняет эффектМС0 не объясняет эффект МКГЧ Выстроенность – экспериментальные данные и расчет Зависимость доли выстроенных семейств F( 4 0,8) от Z C МC0

Эксперимент: F( 4 z0.8) зависит от Эксперимент: F( 4 z0.8) зависит от МКГЧ объясняет эффект МКГЧ объясняет эффект МС0 не объясняет эффект МС0 не объясняет эффект С-РЭК МКГЧ Выстроенность – экспериментальные данные и расчет МС0 Зависимость доли выстроенных семейств F( 4 0,8) от E Зависимость доли выстроенных семейств F( 4 0,8) от E

КГЧ меняет поперечные характеристики выстроенных -h семействКГЧ меняет поперечные характеристики выстроенных -h семейств «Памир» (Borisov et al 2001) * = = 2.57 ± 0.81 = 2.57 ± 0.81 ER 4 выстр > ER 4 невыстр R 4 выстр > R 4 невыстр ER 4 выстр > ER 4 невыстр R 4 выстр > R 4 невыстр * N c 6, E c 50 ТэВ * N c 6, E c 50 ТэВ МКГЧ Выстроенность – экспериментальные данные и расчет Отношение значений ER & R в выстроенных и невыстроенных событиях МКГЧ МКГЧ МС0 МС0

Модель сильных взаимодействий Феноменологические ограничения на модель сильных взаимодействий при E эВ Модель сильных взаимодействий при E эВ (s 4 TэВ) должна удовлетворять следующим требованиям Модель сильных взаимодействий при E эВ (s 4 TэВ) должна удовлетворять следующим требованиям должен проявляться канал компланарной генерации частиц (КГЧ), характеризующийся процессами с большими поперечными импульсами ( p t 2 ГэВ/с) наиболее энергичных частиц в плоскости компланарностидолжен проявляться канал компланарной генерации частиц (КГЧ), характеризующийся процессами с большими поперечными импульсами ( p t 2 ГэВ/с) наиболее энергичных частиц в плоскости компланарности сечение КГЧ-процесса compl должно быть сравнимым с неупругим сечением inel при энергиях E эВсечение КГЧ-процесса compl должно быть сравнимым с неупругим сечением inel при энергиях E эВ необходима специфическая корреляция между продольными и поперечными импульсами компланарно генерируемых частиц d Лаб-системе: больше p t – меньшe p Lнеобходима специфическая корреляция между продольными и поперечными импульсами компланарно генерируемых частиц d Лаб-системе: больше p t – меньшe p L продольные характеристики вторичных частиц и K inel не должны сильно отличаться от предсказаний МКГС.продольные характеристики вторичных частиц и K inel не должны сильно отличаться от предсказаний МКГС. p-air p-air

На основе МКГС взаимодействия адронов и приближения A теории ЭМ каскадов создан код МС0 для моделирования адронных взаимодействий, который первым из подобных кодов включил генерацию полужестких и КХД струй, странных и чармированных частиц, мезонных и барионных резонансовНа основе МКГС взаимодействия адронов и приближения A теории ЭМ каскадов создан код МС0 для моделирования адронных взаимодействий, который первым из подобных кодов включил генерацию полужестких и КХД струй, странных и чармированных частиц, мезонных и барионных резонансов На основе кода МС0 создан программный пакет SIMULNEC для моделирования ЯЭК в атмосфере и получения характеристик его компонент (семейств -квантов, адронов, мюонов, одиночных частиц) в области энергий до ~10 18 эВ.На основе кода МС0 создан программный пакет SIMULNEC для моделирования ЯЭК в атмосфере и получения характеристик его компонент (семейств -квантов, адронов, мюонов, одиночных частиц) в области энергий до ~10 18 эВ. Создан программный пакет SPHINX для моделирования ЯЭК в слоистом веществе (в приближении B теории ЭМ каскадов с учетом эффекта ЛПМ) в диапазоне энергий от ~10 7 до ~10 15 эВ.Создан программный пакет SPHINX для моделирования ЯЭК в слоистом веществе (в приближении B теории ЭМ каскадов с учетом эффекта ЛПМ) в диапазоне энергий от ~10 7 до ~10 15 эВ. Предложены методы повышения эффективности генерации ЯЭК в атмосфере (для определенных задач в экспериментах с РЭК ).Предложены методы повышения эффективности генерации ЯЭК в атмосфере (для определенных задач в экспериментах с РЭК ). Основные результаты, представленные к защите Методические результаты

На основе КГС-подобной модели был рассчитан наиболее широкий круг характеристик космических лучей, измеряемых с помощью РЭК Сотрудничества «Памир».На основе КГС-подобной модели был рассчитан наиболее широкий круг характеристик космических лучей, измеряемых с помощью РЭК Сотрудничества «Памир». Сделан вывод о том, что характеристики сильного взаимодействия адронов с ядрами воздуха, ответственные за создание -h семейств и других компонент космических лучей, соответствующих области E 0 5·10 15 эВ, в целом, хорошо описываются в рамках моделей типа МКГССделан вывод о том, что характеристики сильного взаимодействия адронов с ядрами воздуха, ответственные за создание -h семейств и других компонент космических лучей, соответствующих области E 0 5·10 15 эВ, в целом, хорошо описываются в рамках моделей типа МКГС На основе расчетов сделан вывод, что если K inel – доля энергии, уносимая всеми частицами, кроме наиболее энергичного адрона (независимо от его типа), то при E 0 ~10 16 эВ 0,5 < K inel 0,6, т.е. его значениеНа основе расчетов сделан вывод, что если K inel – доля энергии, уносимая всеми частицами, кроме наиболее энергичного адрона (независимо от его типа), то при E 0 ~10 16 эВ 0,5 < K inel 0,6, т.е. его значение близко к оценке Г.Т.Зацепина, 1949;близко к оценке Г.Т.Зацепина, 1949; противоречит глюонным моделям с уменьшающимся K inelпротиворечит глюонным моделям с уменьшающимся K inel Физические результаты Основные результаты, представленные к защите

Впервые показано, что наблюдаемый эффект выстроенности наиболее энергичных структур -h семейств не объясняетсяВпервые показано, что наблюдаемый эффект выстроенности наиболее энергичных структур -h семейств не объясняется флуктуациями развития ЯЭКфлуктуациями развития ЯЭК атмосферными ЭМ полямиатмосферными ЭМ полями кинематикой обычных взаимодействий адроновкинематикой обычных взаимодействий адронов в рамках стандартных сечений КХД-процессовв рамках стандартных сечений КХД-процессов компланарными взаимодействиями адронов с p t 1 ГэВ/скомпланарными взаимодействиями адронов с p t 1 ГэВ/с Впервые проведен детальный анализ зависимости наблюдаемой выстроенности от широкого круга параметров взаимодействия и каскадного развитияВпервые проведен детальный анализ зависимости наблюдаемой выстроенности от широкого круга параметров взаимодействия и каскадного развития Впервые показано, что каскадное развитие быстро разрушает выстроенностьВпервые показано, что каскадное развитие быстро разрушает выстроенность Основные результаты, представленные к защите

Впервые показано, что для наблюдения экспериментальной выстроенности необходима специфическая корреляция между продольными и поперечными импульсами компланарно генерируемых частицВпервые показано, что для наблюдения экспериментальной выстроенности необходима специфическая корреляция между продольными и поперечными импульсами компланарно генерируемых частиц Впервые показано, что наблюдаемый эффект выстроенности в экспериментальных событиях может быть объяснен только проявлением при E эВ (s 4 TэВ)канала компланарной генерации частиц (КГЧ) с p t 2 ГэВ/сВпервые показано, что наблюдаемый эффект выстроенности в экспериментальных событиях может быть объяснен только проявлением при E эВ (s 4 TэВ) канала компланарной генерации частиц (КГЧ) с p t 2 ГэВ/с Впервые показано, что во взаимодействиях протонов сечение процесса КГЧ compl должно быть сравнимым с полным неупругим сечением inel при энергиях E эВ.Впервые показано, что во взаимодействиях протонов сечение процесса КГЧ compl должно быть сравнимым с полным неупругим сечением inel при энергиях E эВ. p-air p-air Основные результаты, представленные к защите

1.Представляемая диссертация подводит итоги сравнительного анализа экспериментальных и расчетных данных, проводившегося автором в качествечлена Сотрудничеством «Памир». 1.Представляемая диссертация подводит итоги сравнительного анализа экспериментальных и расчетных данных, проводившегося автором в качестве члена Сотрудничеством «Памир». 2.Постановка задач, решаемых в диссертации, была сделана автором либо лично (разработка общедоступного программного обеспечения, новых методов повышения эффективности моделирования ЯЭК, анализ влияния различных факторов на выстроенность), либо в результате совместных обсуждений в рамках Сотрудничества «Памир». 3.Автор участвовал в получении экспериментального материала, в течение ряда лет являясь руководителем эмульсионной группы ИЯИ РАН и участвуя в работе Памирской экспедиции. 4.Результаты, представленные к защите, получены лично автором. Личный вклад

Основные результаты диссертации докладывались на Основные результаты диссертации докладывались на Международных Конференциях по космическим лучам: Москва, 1987; Дублин, 1991; Калгари, 1993; Рим, 1995; Дурбан, 1997; Гамбург, 2001; Пуне, 2005Международных Конференциях по космическим лучам: Москва, 1987; Дублин, 1991; Калгари, 1993; Рим, 1995; Дурбан, 1997; Гамбург, 2001; Пуне, 2005 Международных симпозиумах по взаимодействиям космических лучей сверхвысоких энергий: Находка, 1980; Лодзь, 1988; Токио, 1994; Лхаса, 1994; Гран-Сассо, 1998; Кампинас, 2000; Пилос, 2004)Международных симпозиумах по взаимодействиям космических лучей сверхвысоких энергий: Находка, 1980; Лодзь, 1988; Токио, 1994; Лхаса, 1994; Гран-Сассо, 1998; Кампинас, 2000; Пилос, 2004) Российских конференциях по космическим лучамРоссийских конференциях по космическим лучам научных семинарах ИЯИ РАН, ФИАН, ОИЯИ, НИИЯФ МГУ, МИФИнаучных семинарах ИЯИ РАН, ФИАН, ОИЯИ, НИИЯФ МГУ, МИФИ Апробация работы Публикации Основное содержание диссертации опубликовано Основное содержание диссертации опубликовано 1)в 26 статьях; 2)включая 9 статей в реферируемых журналах.

Спасибо за внимание !

1.В диссертации было бы полезно часть материала вынести в приложения, например, п. 1.4 о переходах между системами отсчета, п о компьютерной организации моделирования. Ответы на замечания ведущей организации НИИЯФ МГУ Автор согласен с этим замечанием, поскольку действительно это могло бы улучшить восприятие материалаАвтор согласен с этим замечанием, поскольку действительно это могло бы улучшить восприятие материала

2.Не приведено достаточно подробное сравнение характеристик взаимодействий в моделях автора с другими моделями, используемыми мировым сообществом в данной области исследований, в частности, с используемыми в пакете CORSIKA Ответы на замечания ведущей организации НИИЯФ МГУ В ходе работы сравнения проводились, но в диссертации, действительно, это не нашло должного отражения.В ходе работы сравнения проводились, но в диссертации, действительно, это не нашло должного отражения. В целом, характеристики кода МС0, на базе которого получены основные выводы диссертации, близки к параметрам основных моделей пакета CORSIKAВ целом, характеристики кода МС0, на базе которого получены основные выводы диссертации, близки к параметрам основных моделей пакета CORSIKA Ниже приведены два графика для сравнения результатов МС0 с расчетами, проведенными по различным моделям в рамках пакета CORSIKA, и экспериментальными данными поНиже приведены два графика для сравнения результатов МС0 с расчетами, проведенными по различным моделям в рамках пакета CORSIKA, и экспериментальными данными по спектру мюонов испектру мюонов и спектру адронов,спектру адронов, отражающими наиболее характерные начальную и завершающую стадии развития каскадов

Ответы на замечания ведущей организации НИИЯФ МГУ Спектр мюонов на уровне моря (Gaisser & Honda PCR fit) близко к экспериментальным данным L3+Cблизко к экспериментальным данным L3+C рядом с NEXUS 3.97 и SIBYLL 2.1рядом с NEXUS 3.97 и SIBYLL 2.1 Предсказания МС0

Ответы на замечания ведущей организации НИИЯФ МГУ Спектр адронов на уровне 820 г/см 2 (Gaisser & Honda PCR fit) Предсказания МС0 близко к эксперименту EAS-TOP;близко к эксперименту EAS-TOP; между QGSJET 01 и NEXUS 3.97, но немного кручемежду QGSJET 01 и NEXUS 3.97, но немного круче

Ответы на замечания ведущей организации НИИЯФ МГУ Т.о. эффективные характеристики кода МС0, на базе которого получены основные выводы диссертации, находятся в области вариаций параметров основных моделей, используемых в пакете CORSIKAТ.о. эффективные характеристики кода МС0, на базе которого получены основные выводы диссертации, находятся в области вариаций параметров основных моделей, используемых в пакете CORSIKA

3.Требует дополнительного комментария вопрос о возможной зависимости оценки фоновой доли выстроенных событий от используемой в расчетах модели взаимодействия. От этого зависит вероятность наблюдения выстроенных событий в результате Ответы на замечания ведущей организации НИИЯФ МГУ фоновая долявыстроенных гамма-семейств F ( 4 0,8) (а также выстроенныхсобытий в ШАЛ и взаимодействиях): данная диссертацияМС0: 0,059 0,003 Дунаевский (ФИАН), MQ : 0,08 0,02 Галкин и др. (НИИЯФ),QGSJET98: 0,06 T. Antoni et al. (KASCADE, адроны ШАЛ, CORSIKA): 0,06 Лохтин и др. (НИИЯФ), PYTHIA (реалистичные условия наблюдения): 0,06фоновая доля выстроенных гамма-семейств F ( 4 0,8) (а также выстроенных событий в ШАЛ и взаимодействиях): данная диссертацияМС0: 0,059 0,003 Дунаевский (ФИАН), MQ : 0,08 0,02 Галкин и др. (НИИЯФ),QGSJET 98: 0,06 T. Antoni et al. (KASCADE, адроны ШАЛ, CORSIKA): 0,06 Лохтин и др. (НИИЯФ), PYTHIA (реалистичные условия наблюдения): 0,06 J.-N.Capdevielle et al. ( -семейства), HDPM :0,08 Но! При анализе не было перехода в плоскость, перпендикулярную к оси каскада. Для наклонных событий автоматически появляется дополнительная вытянутостьJ.-N.Capdevielle et al. ( -семейства), HDPM :0,08 Но! При анализе не было перехода в плоскость, перпендикулярную к оси каскада. Для наклонных событий автоматически появляется дополнительная вытянутость ускорительные данные (Яндарбиев, дисс. НИИЯФ) : 0,06ускорительные данные (Яндарбиев, дисс. НИИЯФ) : 0,06 Величина фона – устойчивое значение! Величина фона – устойчивое значение!

4.При анализе выстроенности в суперсемействе JF2af2, наблюдаемом в стратосфере, приведен только коэффициент регрессии 38 для 38 наиболее энергичных частиц, а критерий 38 для определения выстроенности лишь оценен, что оставляет не совсем ясное впечатление о ситуации с этим событием Ответы на замечания ведущей организации НИИЯФ МГУ К сожалению, не удалось получить первичные данные от проф. J.-N.Capdevielle, несмотря на неоднократные обращения и его обещания это сделать. Поэтому пришлось ограничиться весьма достоверной оценкой с большим запасом на основе расчетов проф. J.-N.Capdevielle, показавших сильную корреляцию между параметрами иК сожалению, не удалось получить первичные данные от проф. J.-N.Capdevielle, несмотря на неоднократные обращения и его обещания это сделать. Поэтому пришлось ограничиться весьма достоверной оценкой с большим запасом на основе расчетов проф. J.-N.Capdevielle, показавших сильную корреляцию между параметрами и

5.Следовало бы уделить больше внимания обзору работ по выстроенности других авторов, в частности, группы НИИЯФ МГУ, где рассматривались проблемы связи выстроенности и больших импульсов, проблемы случайного фона и т.д. Ответы на замечания ведущей организации НИИЯФ МГУ Автор приносит свои извинения за недостаточно полное освещение вклада коллектива НИИЯФ МГУ в исследование проблемы выстроенности гамма-адронных семейств и получение важнейших результатов, среди которых особо выделяются следующие: Автор приносит свои извинения за недостаточно полное освещение вклада коллектива НИИЯФ МГУ в исследование проблемы выстроенности гамма-адронных семейств и получение важнейших результатов, среди которых особо выделяются следующие: формулировка концепции энергетически выделенных центров (ЭВЦ)формулировка концепции энергетически выделенных центров (ЭВЦ) обнаружение очень высокой доли выстроенных гамма-семейств с E > 700 ТэВ в свинцовых камерах: F ( 4 >0,8) = 0,43обнаружение очень высокой доли выстроенных гамма-семейств с E > 700 ТэВ в свинцовых камерах: F ( 4 >0,8) = 0,43 зависимость степени выстроенности -h семейств от числа адронов, входящих в их составзависимость степени выстроенности -h семейств от числа адронов, входящих в их состав обнаружение очень высокой степени выстроенностиуникального события «Страна»обнаружение очень высокой степени выстроенности уникального события «Страна»

1.Для расчетов используется спектр частиц ПКИ, предложенный С.И. Никольским … имеются и другие точки зрения как на состав, так и на наклоны спектров различных ядер в области энергий порядка и выше эВ. Это обстоятельство следует учитывать Ответы на замечания д.ф.-м.н. Л.Г.Деденко Несомненно, следует учитывать другие варианты спектра ПКИНесомненно, следует учитывать другие варианты спектра ПКИ -h семейства чувствительны, в первую очередь, к некоторой эффективной интенсивности протонов в достаточно широкой области ПКИ (~10 15 – эВ). В этом отношении т.н. спектр ПКИ Никольского мало отличается от других аппроксимаций. -h семейства чувствительны, в первую очередь, к некоторой эффективной интенсивности протонов в достаточно широкой области ПКИ (~10 15 – эВ). В этом отношении т.н. спектр ПКИ Никольского мало отличается от других аппроксимаций. автором использовался также т.н. с пектр ПКИ Ерлыкина, который практически совпадает с одной из совр. аппроксимаций Gaisser & Honda (д ает одинаковые результаты в потоках и h)автором использовался также т.н. с пектр ПКИ Ерлыкина, который практически совпадает с одной из совр. аппроксимаций Gaisser & Honda (д ает одинаковые результаты в потоках и h) Спектр ПКИ KASCADE с очень быстрым вымиранием компонент при E 0 >Z эВ сильно противоречит данным РЭК и не заслуживают серьезного внимания (Свешникова Л.Г, … Мухамедшин Р. и др. Изв. РАН, сер. физ., 2005, т.59, 3, с.384)Спектр ПКИ KASCADE с очень быстрым вымиранием компонент при E 0 >Z эВ сильно противоречит данным РЭК и не заслуживают серьезного внимания (Свешникова Л.Г, … Мухамедшин Р. и др. Изв. РАН, сер. физ., 2005, т.59, 3, с.384) Выводы диссертации слабо зависят от вида спектра ПКИВыводы диссертации слабо зависят от вида спектра ПКИ

2.Для учета кулоновского рассеяния электронов и позитронов в атмосфере используется распределение Ферми, но опускаются корреляции между углом отклонения и соответствующей координатой. Представляется, что использование распределений, учитывающих эту корреляцию, существенно и может повысить надежность проводимого анализа. Ответы на замечания д.ф.-м.н. Л.Г.Деденко Учет корреляций действительно может повысить надежность проводимого анализаУчет корреляций действительно может повысить надежность проводимого анализа С другой стороны, поскольку угол рассеяния, а энергии частиц очень высоки (> n ТэВ), то эффект многократного рассеяния (в данном случае!) не слишком силен сам по себе (поперечные характеристики -h семейств определяются, в первую очередь, ядерными p t ~ 0,4 ГэВ/с), а упоминаемая корреляция представляет еще более слабый эффектС другой стороны, поскольку угол рассеяния, а энергии частиц очень высоки (> n ТэВ), то эффект многократного рассеяния (в данном случае!) не слишком силен сам по себе (поперечные характеристики -h семейств определяются, в первую очередь, ядерными p t ~ 0,4 ГэВ/с), а упоминаемая корреляция представляет еще более слабый эффект

3.Моделирование процедуры измерения почернений в программе SPHINX описано не вполне ясно. В частности, кривая зависимости почернения от размера ячейки приведена без учета возможных ошибок …Неясны последствия этой неопределенности для проводимого в дальнейшем анализа экспериментальных данных. Ответы на замечания д.ф.-м.н. Л.Г.Деденко В настоящее время в рамках работы по объединению программ SPHINX и ECSim (НИИЯФ) проводится детальный анализ этой проблемы, что позволит решить поставленную в диссертации проблему.В настоящее время в рамках работы по объединению программ SPHINX и ECSim (НИИЯФ) проводится детальный анализ этой проблемы, что позволит решить поставленную в диссертации проблему.

4.Методы повышения эффективности моделирования электронно- ядерных каскадов … важны для проведения намеченных исследований … Предлагается отбрасывать частицы с малыми энергиями, если они находятся на больших расстояниях от уровня наблюдения…(это) позволяет сократить время вычислений, но необходимо провести анализ, стоит ли на этом экономить.. Ответы на замечания д.ф.-м.н. Л.Г.Деденко Действительно, в настоящее время необходимость экономии счетного времени за счет подобных процедур в экспериментах, рассматриваемых в диссертации, не стоит так остро, как лет десять назад. С другой стороны, расчеты каскадов от космических лучей сверхвысоких энергий иногда проводятся на грани возможности компьютеров; возможно, в этом случае некоторые из рассматриваемых в диссертации идей могут найти применениеДействительно, в настоящее время необходимость экономии счетного времени за счет подобных процедур в экспериментах, рассматриваемых в диссертации, не стоит так остро, как лет десять назад. С другой стороны, расчеты каскадов от космических лучей сверхвысоких энергий иногда проводятся на грани возможности компьютеров; возможно, в этом случае некоторые из рассматриваемых в диссертации идей могут найти применение

1.Рассматриваемые в первых двух главах программы МС0 и SPHINX фактически являются специализированными аналогами широко используемых программ CORSIKA и GEANT, поэтому сопоставление результатов расчетов по этим парам программ, хотя бы для отдельных случаев (точек), явилось бы хорошей дополнительной проверкой корректности разработанных моделей и программ. 2.В диссертации … затронута проблема измерения почернений, по которым … определяются энерговыделения в … слое РЭК. … Влияние точности измерения на результаты как эксперимента, так и моделирования необходимо было рассмотреть, так как … "измеренное" полное потемнение может почти в три раза изменяться в зависимости от размера ячейки l cell для пятен потемнения… Ответы на замечания д.ф.-м.н. А.А.Петрухина

Несомненно, сопоставление результатов расчетов, получаемых по различным программам является хорошей дополнительной проверкой корректности разработанных моделей и программНесомненно, сопоставление результатов расчетов, получаемых по различным программам является хорошей дополнительной проверкой корректности разработанных моделей и программ Характеристики кода МС0 находятся в области вариаций параметров основных моделей, используемых в пакете CORSIKAХарактеристики кода МС0 находятся в области вариаций параметров основных моделей, используемых в пакете CORSIKA В настоящее время проводится работа по объединению программ SPHINX и ECSim (основанной на GEANT). После завершения работы все полученные в диссертации результаты будут проверены с помощью новой программы, в частности, будет изучено влияние точности измерений на различные результаты как эксперимента, так и моделированияВ настоящее время проводится работа по объединению программ SPHINX и ECSim (основанной на GEANT). После завершения работы все полученные в диссертации результаты будут проверены с помощью новой программы, в частности, будет изучено влияние точности измерений на различные результаты как эксперимента, так и моделирования

3.Автор не использовал прекрасную возможность проверки своей модели по мюонной компоненте космических лучей, хотя на стр.111 он прямо пишет: "Любая модель … должна, в первую очередь, описывать спектры одиночных частиц, то есть электромагнитную, адронную и мюонную (!) компоненты" Ответы на замечания д.ф.-м.н. А.А.Петрухина Сравнение с расчетными (по пакету CORSIKA) спектрами мюонов приводилось в ответе на замечания ведущей организацииСравнение с расчетными (по пакету CORSIKA) спектрами мюонов приводилось в ответе на замечания ведущей организации Совместно с А.Цябуком и Ю.Стенькиным (ИЯИ РАН) в ряде работ было показано, что влияние КГЧ на характеристики групп мюонов, регистрируемых на БПСТ, пренебрежимо мало по причинеСовместно с А.Цябуком и Ю.Стенькиным (ИЯИ РАН) в ряде работ было показано, что влияние КГЧ на характеристики групп мюонов, регистрируемых на БПСТ, пренебрежимо мало по причине малой вероятности распада компланарно-генерированных пионов высоких энергиймалой вероятности распада компланарно-генерированных пионов высоких энергий высокой фоновой выстроенности групп мюонов от МП Земли)высокой фоновой выстроенности групп мюонов от МП Земли)

Ответы на замечания д.ф.-м.н. И.И.Ройзена КХД не объясняет данные UA2 КХД не объясняет данные UA2 Определенные модельные ухищрения могут сблизить теорию и эксперимент Определенные модельные ухищрения могут сблизить теорию и эксперимент косвенное указание на дополнительный процесс с большими p t ? косвенное указание на дополнительный процесс с большими p t ? pp 1.Результаты моделирования не сравниваются с экспериментальными данными при 10 < p t < 60 ГэВ/с, тогда как именно в этой области используемая модель мини-струй, скорее всего, является неадекватной Леонидов УФН Предсказания MC0 Предсказания MC0 ниже UA2при E tr >10 ГэВ ниже UA2 при E tr >10 ГэВ ближе к UA2, чем КХД при E tr

2.Пренебрегается кронин-эффектом при описании взаимодействия ядер Ответы на замечания д.ф.-м.н. И.И.Ройзена Кронин-эффект (увеличение выхода вторичных частиц на ядрах при p t 2 ГэВ/с) эффективно проявляетсяКронин-эффект (увеличение выхода вторичных частиц на ядрах при p t 2 ГэВ/с) эффективно проявляется в центральных столкновениях ядерв центральных столкновениях ядер в центральной кинематической области ( ~ 0)в центральной кинематической области ( ~ 0) cоставляет 10%cоставляет 10% - h семейства чувствительны, в первую очередь, к эффективной интенсивности протонов - h семейства чувствительны, в первую очередь, к эффективной интенсивности протонов Неучет кронин-эффекта не должен сказаться на основных выводах диссертацииНеучет кронин-эффекта не должен сказаться на основных выводах диссертации

2.Отсутствие в необходимом контексте необходимых ссылок на теоретические работы И.В.Андреева по «кентаврам» и ядро-ядерному взаимодействию Автор приносит извинения глубокоуважаемому Игорю Васильевичу Андрееву, на монографию которого имеется ссылка в разделе диссертации, посвященном моделированию КХД струйАвтор приносит извинения глубокоуважаемому Игорю Васильевичу Андрееву, на монографию которого имеется ссылка в разделе диссертации, посвященном моделированию КХД струй И.В.Андреев первым предложил теоретическое объяснение наблюдению в РЭК т.н. «кентавров» (ливней, состоящих, в основном, из адронов) – взаимодействием, в котором из-за нарушения изотопической инвариантности генерация 0 подавляется в пользу генерации ±И.В.Андреев первым предложил теоретическое объяснение наблюдению в РЭК т.н. «кентавров» (ливней, состоящих, в основном, из адронов) – взаимодействием, в котором из-за нарушения изотопической инвариантности генерация 0 подавляется в пользу генерации ± Ответы на замечания д.ф.-м.н. И.И.Ройзена

1.Общедоступное программное обеспечение для моделирования ЯЭК в атмосфере на основе МКГСвзаимодействия адронов и ускорительных данных, первым из подобных кодов включившее генерацию КХД струй, странных и чармированных частиц, барионных и мезонных резонансов. 1.Общедоступное программное обеспечение для моделирования ЯЭК в атмосфере на основе МКГС взаимодействия адронов и ускорительных данных, первым из подобных кодов включившее генерацию КХД струй, странных и чармированных частиц, барионных и мезонных резонансов. 2.Общедоступное программное обеспечение для компьютерного моделирования ЯЭК в слоистом веществе и процедур обработки данных, получаемых в РЭК, в области энергий до ~ эВ. 3.Методы повышения эффективности моделирования генерации ЯЭК в атмосфере применительно к определённым задачам. 4.Результаты расчетов широкого круга характеристик космического излучения, измеряемых в экспериментах Сотрудничества «Памир». 5.Вывод, что характеристики сильного взаимодействия адронов с ядрами воздуха в области энергий E эВ в целом хорошо описываются в рамках модели кварк-глюонных струн. Основные результаты, представленные к защите

6.Вывод, что если определить коэффициент неупругости K inel как доли энергии, уносимой всеми частицами, кроме самого энергичного адрона, то при E 0 ~10 16 эВ 0,5 < K inel 0,6. 7.Результаты сравнительного анализа наиболее широкого набора экспериментальных данных и результатов моделирования явления выстроенности наиболее энергичных структур ЯЭК. 8.Вывод, что эффект выстроенности не объясняется а) флуктуациями; б) магнитным полем Земли и электрическими полями; в) в рамках КХД; г) генерацией частиц с поперечным импульсом p t < 1 ГэВ/с в плоскости компланарности. 9.Вывод, что развитие ЯЭК быстро разрушает его компланарность. 10.Вывод, что при E эВ проявляется новый канал, реализующийся в виде компланарной генерации частиц (КГЧ). 11.Вывод, что сечение КГЧ, обусловленной взаимодействиями протонов, при E эВ КГЧ сравнимо с полным неупругим сечением. Основные результаты, представленные к защите

1.Произведено детальное, более широкое, чем было сделано до настоящего времени, сравнение различных характеристик ЯЭК в рамках единой модели, с учетом процессов регистрации. 2.Показано, что модель кварк-глюонных струн хорошо описывает сравнительно широкий круг данных РЭК, но K inel растет медленнее, чем получено в предыдущих работах по данным РЭК. 3.Рассмотрено влияние ряда факторов на азимутальные характеристики -h семейств и показана недостоверность выводов ряда работ о причинах появления азимутальных эффектов. 4.Исследованы некоторые теоретические модели применительно к появлению процесса компланарной генерации частиц при сверхвысоких энергиях; показано, что данные РЭК чувствительны к анализируемым новым процессам и произведено их сравнение с предсказаниями теорий. Научная новизна

6.Показано, что развитие ЯЭК быстро разрушает компланарность. 7.Предложена феноменологическая картина характеристик фрагментационной области адрон-ядерных взаимодействий при сверхвысоких энергиях (E эВ), описывающая наиболее широкий круг экспериментальных данных по сравнению с другими существующими в данной области исследований моделями. 8.Сделан вывод, что эффект выстроенности может быть объяснен только, если при E эВ проявляется новый канал, реализующийся в виде компланарной генерации частиц (КГЧ). 9.Впервые показано, что сечение КГЧ, обусловленной взаимодействиями протонов, приE эВ сечение КГЧ сравнимо с полным неупругим сечением. 9.Впервые показано, что сечение КГЧ, обусловленной взаимодействиями протонов, при E эВ сечение КГЧ сравнимо с полным неупругим сечением. Научная новизна

1.Разработано общедоступное программное обеспечение для моделирования ЯЭК в атмосфере, наиболее полно среди аналогичных программ аккумулирующее предсказания модели кварк-глюонных струн, КХД и ускорительные данные, которое может быть применено для астрофизических и ядернофизических исследований. 2.Разработано общедоступное программное обеспечение для моделирования ЯЭК в слоистом веществе и процедур обработки данных, получаемых в РЭК, при энергиях до ~ эВ, которое может быть применено в ряде экспериментов в космических лучах 3.Предложены новые методы повышения эффективности моделирования электронно-фотонных каскадов, которые могут быть применены в различных исследованиях в космических лучах. Практическая ценность

1.Разработанные автором генераторы адрон-ядерных взаимодействий MSF и MC0 в течение многих лет использовались, в первую очередь, Сотрудничеством «Памир», а также в ОИВМ НИИЯФ МГУ, ФТИ АН Уз, в Университетах Васеда и Кинки (Япония), Лодзинском университете (Польша). 2.Материалы, содержащиеся в диссертации, могут быть использованы в ИЯИ РАН, ФИАН, НИИЯФ МГУ, МИФИ, ИФ АН Гр, ФТИ АН Уз, Лодзинском Университете (Польша). Практическая ценность