Проект модификации установки для «АДРОН-55» для улучшения ее фоновых характеристик и обзор нерешённых задач при исследовании широких атмосферных ливней.
DOI:
https://doi.org/10.31489/2023No1/73-79Ключевые слова:
космические лучи, широкие атмосферные ливни, частицы сверхвысоких энергий, ионизационный калориметр, проникающая компонентаАннотация
В статье представлен обзор современных проблем в области изучения Широких Атмосферных Ливней и работ, посвящённых их исследованию. Демонстрируется, что за последнее десятилетие были получены убедительные свидетельства наличия нейтронной компоненты и что учёт этой компоненты необходим при проектировании экспериментальных установок, направленных на изучение природы космических лучей. Также предлагается вариант модификации защиты адронного калориметра чтобы защитить его от влияния быстрых нейтронов, возникающих вне его рабочего объёма, что может негативно влиять на интерпретацию получаемых данных. В частности, если попытаться выявить природу проникающей составляющей, то этот эффект имеет наибольшее значение. Исследования биологической защиты высоко поточного исследовательского реактора ПИК в Курчатовском институте показали, что эффективную защиту от таких нейтронов может обеспечить полиэтилен вместе с борсодержащим каучуком. В то же время использование борсодержащего полиэтилена не приводит к существенному улучшению защиты, однако значительно удорожает его стоимость. На основании изложенного предлагается модификация защиты адронного калориметра для повышения его защиты от воздействия быстрых нейтронов.
Библиографические ссылки
Hess F. V. On the Observations of the Penetrating Radiation during Seven Balloon Flights. History and Philosophy of Physics, 2018, p. 15.
Dedenko L.G., Fedorova G.F., Fedunin E.Yu. The GZK Paradox and Estimation of Energy of the Primary Cosmic Rays. Proceedings of the 28th Intern. Cosmic Ray Conference. 2003, pp. 643-646.
Kulikov G.V., Khristiansen G.B. On the size distribution of extensive atmospheric showers. JETP lett. 1959, Vol. 35 (8), No. 3, pp. 635-640.
Stanev T. Cosmic Rays and Etensive Air Showers. Elastic and Diffractive Scattering. Proceedings, 13th International Conference, Blois Workshop, CERN, Geneva, Switzerland, 2009, p. 7.
Nikolsky S.I., Feinberg E.L., Pavluchenko V.P., Yakovlev V.I. HEW particles in superhigh energy cascades. Preprint FIAN, 1975,Vol. 69. [in Russian]
Dremin I.M., Yakovlev V.I. Topics on Cosmic Rays. 60th Anniversary of C.M.G. Lattes. Campinas. 1984,Vol. 1, p. 122.
Zhang B.-B., Zhang Z.J., Zou J.-H. A hyper flare of a weeks-old magnetar born from a binary-neutron-star merger. High Energy Astrophysical Phenomena, Nanjing 210093, China, 2022, p. 17. doi: 10.48550/arXiv.2205.07670.
Pan Y.Y., Li Z.S., Zhang C.M., Zhong J.X.. Study on the magnetic field strength of NGC 300 ULX1 Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2022, Vol.513, Issue 4, pp. 6219-6224.
Zatsepin G.T., Kuzmin V.A. About the upper limit of the spectrum of cosmic rays Letters to ZhETF. 1966, Vol. 4, No. 3, pp. 114-117. [in Russian]
Greisen K. End to the Cosmic-Ray Spectrum? Physical Review Letters. 1966, Vol. 16, No. 17, pp. 748-750.
Arahonian F.A., Timokhin A.N., Plyasheshnikov A.V. On the origin of highest energy gamma-rays from Mkn 501. A&A 2002, Vol. 384, No. 3, pp. 834-847, doi: 10.1051/0004-6361:20020062.
Fargion D., De Sanctis Lucentini P.G., Khlopov M.Y. How can we explain last UHERC anisotropies? arXiv:2210.14365, 2022, 10, 25p. Available at: https://inspirehep.net/literature/2170955
Schegolev O.B. Study of hadronic features of air showers by the method of registration of thermal neutrons. Available at : https://www.inr.ru/rus/referat/disser16.html, (June 2, 2016). [in Russian].
Erlykin A.D., Machavariani S.K. About origin of a break in the energy spectrum of cosmic rays. KSF FIAN. 2021, No. 2, 27p. [in Russian]. doi:10.1140/epjc/s10052-021-09700-w
Stenkin Yu.V., Dzhappuev D.D., Valdes-Galicia J.F. Neutrons in extensive air showers. Nuclear physics. 2007, Vol. 70. No. 6., pp. 1123–1135. [in Russian]
Sadykov T.Kh., Argynova A.Kh., Argynova K.A. The research of interactions of cosmic radiation particles by the hybrid ionization calorimeter method. et al. NNC RK Bulletin. 2019, No. 4.,pp. 28-33. [in Russian]
Sadykov T.Kh., Argynova A.Kh., Zhukov V.V. Modernization of peripheral detectors of the Tian-Shan ionization-neutron calorimeter "Adron-55". Proceedings of NAS RK. Series of physico-mathematical, Vol. 338, No. 4, 2021, pp. 65-74. [in Russian]
Dobrzynski L., Blinowski K. Neutrons and Solid State Physics. London: Ellis Horwood Limited, 1994, 306p.
Serge E. Experimental Nuclear Physics, Vol. II. New York/London: Willey/Chapman and Hall, 1953, 600p. Available at: https://www.amazon.co.uk/Experimental-Nuclear-Physics-Segre-Morrison/dp/B000M0XHZ8
Stenkin Yu.V., et al. Study of "neutron bursts" with Mexico City neutron monitor. Astroparticle Physics. 2001,Vol. 16. No. 2, pp. 157-168.
Gromushkin D.M., Bogdanov F.A., Lakhonin A.A. Low-background n-detector for studying the neutron component of EAS. ECHAYA. Vol. 49. No. 1, 2018. [in Russian]
