Схема работы программы CORSIKA 5
Энергетический спектр первичных космических лучей в области > 1015 э. В по данным ШАЛ
Xmax electrons, muons, hadrons
Проект PRISMA Ю. В. Стенькин Institute for Nuclear Res. of RAS, Moscow, Russia
Флуктуации в продольном развитии ШАЛ Все это имеет важнейшее значение для решения проблемы «излома» Случай адрона не достигшего уровня наблюдения (Г. Т. Зацепин, 1959) Бесствольный ШАЛ Старый ШАЛ
en-detector design 1 -PE tank, =72 cm, h=57 cm 2 -lid =30 см 3 - 6’’ PMT 4 - scintillator, s=0. 35 м 2 5 - reflecting cone 6 Li(n, a)3 H+4. 8 Me. V Zn. S(Ag) is a unique scin- Scintillator: Zn. S(Ag)+6 Li. F tillator for heavy particles Similar to that using in neutron detection: imaging technique 160, 000 photons per capture
en-detector design
A prototype of PRISMA (the Proto. Prisma array) 16 en-detectors Location: on 4 th floor inside building in MEPh. I, Moscow
The Proto. Prisma schematic view
The event oscillogram
Big EAS event example. Ne=(4. 5 0. 8)106, s =1. 15, x = 15 m; y =23 m Nn = 106 e n
The detector is almost insensitive to single charged particles. But, it can measure the number N of charged particles if N>5.
Thermal neutron time distributions Multicom Prototype, Baksan Prisma prototype, Moscow Conclusion: Recorded neutrons can be of 2 types: local or atmospheric
Main features: • Range in primary energy: from ~10 Te. V to ~30 Pe. V • energy resolution: ~ 10 - 20 % • angular resolution: ~ 1 o • core location: < 2. 0 m • capability to measure EAS size independently in: e, n and • capability to select AS with equal E/nucleon
Counting rate stability Neutron array Inter correlation coefficients are equal to from 0. 87 to 0. 95
N-carpet: 400*1 m 2 en- detectors grid with spacing of 5 m Central muon detector: 400*1 m 2 plastic scinillators Muon detector tunnels: 1200*1 m 2 plastic scintillators Outer trigger detectors: 4*25*1 m 2 plastic scintillators
M-C simulations. CORSIKA 6. 900 + PRISMA array A map of the event: m=10*LOG 10(n) LOG 10(Ne)= 75(67) Nmu= 612 E 0/1 Te. V= 10015 M=7 x 0= -27. 53 y 0= -18. 36 TETA= 21. 7 FI= 79. 3 Z= 11. 98 Km Part_type= 14
P, 171 Te. V, Ne=10**5. 3 Fe, 147 Te. V, Ne=10**5. 2
LHAASO Project: γ-astronomy and origin of CR Large High Altitude Air Shower Observatory PRISMA Core Detector Array
PRISMA YBJ prototype (2012)
Muons in inclined EAS and method of local muon density spectra (LMDS)
Accessible energy range in LMDS method Different zenith angles correspond to different EAS energies: very wide range of primary particle energies in a single experiment. Statistics is determined not by the detector size, but by EAS dimensions (at large zenith angles, square km; sufficient to reach 1018 e. V.
Общий вид комплекса НЕВОД-ДЕКОР
Side DECOR supermodules (SMs) Side SMs: • 8 layers of streamer tube chambers; • each 8. 4 m 2; • σx 1 cm; • σψ 1°.
Типичное событие с группой мюонов в ДЕКОР ( 9 мюонов, зенитный угол 78 градусов) Y-проекция X-проекция
Геометрическая реконструкция события
A “record” muon bundle (~ 160 particles, θ = 80°) Y-projection X-projection
Geometry reconstruction
Event selection and statistics Live time, Muon multiplicity Zenith angle range (*) Number of events (hour) 30 – 60 758 18137 5 30 – 60 1296 8864 10 30 – 60 2680 3272 3 60 1552 4109 5 60 10102 6786 10 60 19922 2013 10 75 19922 395 (*) For zenith angles < 75°, only events in two sectors of azimuth angle (with DECOR shielded by the water tank) are selected.
Основные этапы анализа 1. Итерационное восстановление спектров локальной плотности мюонов (СЛПМ) в виде, не зависящем от детектора, из измеренных распределений характеристик групп. 2. Расчет функций пространственного распределения (ФПР) мюонов для различных ядер и моделей адронных взаимодействий с помощью программы CORSIKA. 3. Свертка ФПР с определенными моделями первичного спектра и состава (расчетные СЛПМ). 4. Сравнение измеренных и расчетных СЛПМ.
LMDS at different zenith angles
LEP Detectors L 3 ALEPH 100 m depth (E 50 Ge. V) 40 m depth (E 15 Ge. V) 130 m depth (E 70 Ge. V) Hadron calorimeter, TPC, TOF Driftchambers, Timing scintillators Hadron calorimeter, TPC EAS Surface array 5 scintillator stations
Multi muon events (muon-bundles)
“Прямые” измерения энергетического спектра и массового состава первичных космических лучей (E 0 < 1015 э. В) K. Nakamura et al. , J. Phys. G 37, 075021 (2010) H. S. Ahn et al. , ar. Xiv: 1004. 1123 v 1 [astro-ph. HE] http: //atic. phys. lsu. edu ATIC
Скачать презентацию Схема работы программы CORSIKA 5 Энергетический спектр
eas2.ppt