Температурный эффект пространственного распределениярлектронной компоненты ШАЛ сцинтилляционных детекторов установки Тунка-Гранде
УДК 53.08 : 520.16
Аннотация
В работе обсуждается технология коррекции данных установки Тунка-Гранде на температурный эффект. Для температурной коррекции функции пространственного распределения (ФПР) плотности электронов широких атмосферных ливней используются данные, полученные в результате решения двух подзадач: непрерывного мониторинга температурного профиля атмосферы в зоне расположения установки, а также применения вычислительного комплекса, созданного авторами для приведения показаний приборов зарегистрированного Тунка-Гранде ливня к выбранной в качестве стандартной невозмущенной атмосфере. Первая задача решалась с использованием данных гиперспектрального комплекса AIRS/AMSU-ATMS спутников Aqua и NOAA, а также прогностических данных региональной модели погоды WRF. Для решения второй задачи использовались результаты теории чувствительности потоков космических лучей к вариациям характеристик атмосферы, созданной в Алтайском государственном университете.
Установлены вариации температурного профиля атмосферы в районе расположения обсерватории TAIGA в зимний период. Показано, что изменения ФПР электронов, вызванные этими вариациями, могут превышать ~10 %.
Предложен метод введения поправок на температурный эффект, позволяющий привести показания сцинтилляционных детекторов Тунка-Гранде к выбранной в качестве стандартной невозмущенной атмосфере.
Скачивания
Metrics
Литература
Abbasi R.U., Abe M., Abu-Zayyad T., et al. Study of Ultra-High Energy Cosmic Ray Composition using Telescope Array’s Middle Drum Detector and Surface Array in Hybrid Mode // Astroparticle Physics. 2015. Vol. 64. P. 49–62. DOI: 10.1016/j.astropartphys.2014.11.004
Aab A., Abreu P., Aglietta M., et al. (Pierre Auger Collaboration) Evidence for a Mixed Mass Composition at the 'Ankle' in the Cosmic-Ray Spectrum // Physics Letters B. 2016. Vol. 762. P. 288–295. DOI: 10.1016/j.physletb.2016.09.039
Amenomori M., Bao Y.W., Bi X., et al. (Tibet ASy Collaboration). First Detection of Photons with Energy beyond 100 TeV from an Astrophysical Source // Physical Review Letters. 2019. Vol. 123. Art. No 051101. DOI: 10.1103/ PhysRevLett.123.051101
Abeysekara A.U., Albert A. Alfaro R., et al. (HAWC Collaboration) Multiple Galactic Sources with Emission above 56 TeV Detected by HAWC // Physical Review Letters. 2020. Vol. 124. Art. No 021102. DOI: 10.1103/PhysRevLett.124.021102
Abeysekara A.U., Albert A. Alfaro R., et al. (HAWC Collaboration) HAWC Observations of the Acceleration of Very-High-Energy Cosmic Rays in the Cygnus Cocoon // Nature Astronomy. 2021. Vol. 5. P. 465-471. DOI: 10.1038/ s41550-021-01318-y
Amenomori M., Bao Y.W., Bi X., et al. (Tibet ASy Collaboration). Potential PeVatron Supernova Remnant G106.3+2.7 seen in the Highest-Energy Gamma Rays // Nature Astronomy. 2021. Vol. 5. P. 460-464. DOI: 10.1038/s41550-020-01294-9
Cao Z., Aharonian F.A., An Q., et al. Ultrahigh-energy Photons up to 1.4 Petaelectronvolts from 12 y-ray Galactic Sources // Nature. 2021. Vol. 594. P. 33-36. DOI: 10.1038/ s41586-021-03498-z
Budnev N., Astapov I., Bezyazeekov P. (TAIGA Experiment) TAIGA — A Hybrid Array for High Energy Gamma-ray Astronomy and Cosmic-ray Physics // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2022. Vol. 1039. Art. No 167047. DOI: 10.1016/j.nima.2022.167047
Astapov I.I., Bezyazeekov P.A., Blank M. (TAIGA Experiment) Cosmic-Ray Research at the TAIGA Astrophysical Facility: Results and Plans // Journal of Experimental and Theoretical Physics. 2022. Vol. 134. No 4. P. 469-478. DOI: 10.1134/S1063776122040136
Astapov I., Bezyazeekov P., Bonvech E., et al. (TAIGA Experiment). The TAIGA — a Hybrid Detector Complex in Tunka Valley for Astroparticle Physics, Cosmic Ray Physics and Gamma-Ray Astronomy // Physics of Atomic Nuclei. 2023. Vol. 86. No 4. P. 471-477. DOI: 10.1134/S1063778823040051
Ivanova A.L., Astapov I., Bezyazeekov P. (TAIGA Experiment). Scintillation Experiment on the Study of Cosmic Rays and Gamma Fluxes in the Tunka Valley // Physics of Atomic Nuclei. 2023. Vol. 86. No 4. P. 478-482. DOI: 10.1134/ S1063778823040221
Aumann H.H., Chahine M.T., Gautier C., et al. AIRS/ AMSU/HSB on the Aqua Mission: Design, Science Objectives, Data Products, and Processing Systems // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2003. Vol. 41. P. 253-264. DOI: 10.1109/TGRS.2002.808356
Skamarock W.C., Klemp J.B., Dudhia J., et al. A Description of the Advanced Research WRF Version 4 // NCAR Tech. Note. 2019. 145 p. DOI: 10.5065/1dfh-6p97
Lagutin A.A., Mordvin E.Yu., Volkov N.V., Revyakin A.I. Restoration of the All-Weather Mode of the AIRS/AMSU Hyperspectral System of the AQUA Satellite Using the ATMS Microwave Radiometer of the SUOMI-NPP and NOAA-20 Satellites // Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing. 2022. Vol. 58. No 2. P. 180-187. DOI: 10.3103/ S8756699022020066
Weng F., Zou X., Sun N., et al. Calibration of Suomi National Polar-orbiting Partnership Advanced Technology Microwave Sounder // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2013. Vol. 118. No 11. P. 11187-11200. DOI: 10.1002/jgrd.50840
Goldberg M.D., Kilcoyne H., Cikanek H., Mehta A. Joint Polar Satellite System: The United States Next Generation Civilian Polar-orbiting Environmental Satellite System // Journal of Geophysical Research: Atmosperes. 2013. Vol. 118. Issue 24. P. 13463-13475. DOI: 10.1002/2013JD020389
Лагутин А.А., Учайкин В.В. Метод сопряженных уравнений в теории переноса космических лучей высоких энергий : монография. Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2013. 293 с.
Lagutin A.A., Goncharov A.I., Raikin R.I., et al. Atmospheric Effects of Electron and Muon Components of Cosmic Rays: Sensitivity Theory Approach and Data of Operational Satellite Monitoring // Physics of Atomic Nuclei. 2021. Vol. 84. No 6. P. 1150-1158. DOI: 10.1134/S1063778821130196
Heck D., Knapp J., Capdevielle J.N., Schatz G., Thouw T. CORSIKA: A Monte Carlo Code to Simulate Extensive Air Showers. Technical Report. Karlsruhe. Forschungszentrum Karlsruhe GmbH. 1998. 90 p.
Lagutin A.A., Raikin R.I., Inoue N., Misaki A. Electron Lateral Distribution in Air Showers: Scaling Formalism and its Implications // Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics. 2002. Vol. 28. P. 1259-1274. DOI: 10.1088/09543899/28/6/309
Lagutin A.A., Raikin R.I., Serebryakova T.L. Air Shower Universality in the Energy Range of 1014 to 1022 eV // Bulletin of the Russian Academy of Sciences Physics. 2013. Vol. 77. No 5. P. 623-625. DOI: 10.3103/S1062873813050353
Apel W.D., Badea A.F., Bekk K., et al. Comparison of Measured and Simulated Lateral Distributions for Electrons and Muons with KASCADE // Astroparticle Physics. 2006. Vol. 24. P. 467-483. DOI: 10.1016/j.astropartphys.2005.10.001
Lagutin A.A., Plyasheshnikov A.V., Goncharov A.I. The Lateral Distribution of the Electrons in the Electromagnetic Air Shower // Nuclear Physics B — Proceedings Supplements. 1998. Vol. 60. P. 161-167. DOI: 10.1016/S0920-5632(97)00511-2
Lagutin A.A., Plyasheshnikov A.V., Melentyeva V.V., et al. Lateral Distribution of Electrons in Air Showers // Nuclear Physics B — Proceedings Supplements. 1999. Vol. 75A. P. 290-292. DOI: 10.1016/S0920-5632(99)00269-8
Copyright (c) 2024 Анатолий Алексеевич Лагутин, Николай Викторович Волков, Артемий Игоревич Ревякин
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
