СРАВНЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И РАСЧЕТНЫХ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ ШАЛ ПО ДАННЫМ МГУ И LOPES О.В. Веденеев, Н.Н. Калмыков, А.А. Константинов. - презентация

1 СРАВНЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И РАСЧЕТНЫХ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ ШАЛ ПО ДАННЫМ МГУ И LOPES О.В. Веденеев, Н.Н. Калмыков, А.А. Константинов НИИЯФ МГУ 31-я ВККЛ, Москва, 2010

2 Откуда берутся нескомпенсированные заряды (токи) в ШАЛ в масштабе λ ? 1. Избыток электронов ~ 25% (Г.А. Аскарьян) 2. Поляризация ШАЛ в магнитном поле Земли (В.И. Гольданский) Регистрация КЛ по радиоизлучению ШАЛ Расстояние a между e – и e + 1 м 1961 г. a ~ 1 см Моделирование Преимущества: дешевизна и простота эксплуатации радиоантенн, независимость от погоды и времени суток

3 CODALEMA Δν = Мгц LOPES Δν = Мгц Регистрация радиоизлучения ШАЛ Е 0 ~ 5·10 16 эВ – порог регистрации радиоимпульсов от ШАЛ (LOPES, CODALEMA)

4 Observatory Nancay COsmic ray Detection Array with Logarithmic Electro Magnetic Antennas: CODALEMA CODALEMA LOPES Karlsruhe LOFAR PrototypЕ Station: LOPES

5 Расчет излучения отдельных частиц ШАЛ ( Микроскопический подход ) Моделирование траекторий по Монте-Карло + (параллельно) расчет излучения МК моделирование: CORSIKA прямолин. шаг < 1 м Излучение с прямолинейного трека траектории :

6 ШАЛ Монте-Карло, CORSIKA Моделирование радиоизлучения ШАЛ Радиоизлучение расчет от каждой частицы p, Fe Е 0 = 5·10 17 эВ ( γ, e ) 100 кэВ Пороги: (, адроны ) 50 МэВ Опция «прореживания» ШАЛ: ε = 10 – 6, w max = 1000 Микроскопический подход: Калмыков Н.Н., Константинов А.А., Энгель Р. Радиоизлучение широких атмосферных ливней как метод регистрации космических лучей. Ядерная физика C. 1231–1242. МГУ LOPES

7 Магнитное поле Земли в районе МГУ и LOPES МГУ B ( 0.18, 0.00, – 0.48 ) Гс γ 20 º B ( 0.20, 0.00, – 0.43 ) Гс γ 25 º LOPES

8 30-34 Мгц 7 антенн Регистрация радиоизлучения ШАЛ: МГУ гг. 43 события Данные взяты из работы: Веденеев О.В. Диссертация. Исследование пространственного распределения радиоизлучения широких атмосферных ливней. НИИЯФ МГУ Москва. 250 м 350 м

9 Параметры ШАЛ: МГУ числу электронов Распределение событий по числу мюонов

10 Параметры ШАЛ: МГУ зенитному углу ШАЛ Распределение событий по азимутальному углу ШАЛ Север Юг

11 Параметры ШАЛ: МГУ Распределение событий по геомагнитному углу ШАЛ

12 Сравнение теории с данными МГУ Эксперимент: E / E 12% R 10 м Моделирование: 32 МГц 20 ливней Е 0 = 5·10 17 эВ

13 Сравнение теории с данными МГУ Моделирование: 32 МГц 20 ливней Эксперимент: E / E 12% R 10 м Е 0 = 5·10 17 эВ

14 ν = Мгц 30 антенн Регистрация радиоизлучения ШАЛ: LOPES гг. 124 события Данные взяты из работы: S. Nehls. Dissertation. Calibrated Measurements of the Radio Emission of Cosmic Ray Air Showers. Karlsruhe, ( ) м

15

16 Параметры ШАЛ: LOPES энергии ШАЛ Распределение событий по зенитному углу ШАЛ

17 Параметры ШАЛ: LOPES азимутальному углу ШАЛ Распределение событий по геомагнитному углу ШАЛ Север Юг

18 Сравнение теории с данными LOPES Эксперимент: E / E ~ 40% R 15 м А = A 0 / (sinα B · E 0 /(10 17 эВ)) LOPES: A 0 = 1 Расчет: A 0 = 2π Моделирование: 60 МГц 20 ливней Е 0 = 5·10 17 эВ

19 Сравнение теории с данными LOPES А = A 0 / (sinα B · E 0 /(10 17 эВ)) LOPES: A 0 = 1 Расчет: A 0 = 1/2π Моделирование: 60 МГц 20 ливней Эксперимент: E / E ~ 40% R 15 м Е 0 = 5·10 17 эВ

20 Индивидуальные ФПР: LOPES

21

22

23

24

25

26 Исключенные события LOPES

27 Заключение 1. Согласие по форме расчетных и экспериментальных ФПР радиоизлучения ШАЛ 2. Размер установки - не меньше м