Faculty of Physics - University of Bucharest

UNIVERSITY OF BUCHAREST
FACULTY OF PHYSICS

Guest
2024-11-22 1:25

HOME CONFERENCES SEARCH LOGIN NEW USER IMAGES

Conference: Bucharest University Faculty of Physics 2003 Meeting

Section: Nuclear and Elementary Particles Physics

Title:

Studiul structurii laterale si temporale a frontului cascadelor atmosferice extinse pentru distante comparabile cu dimensiunile experimentului KASCADE-Grande

Authors:

G. Toma1, A. F. Badea1,2, A. Haungs2, H.Rebel2, T. Thouw2

Affiliation:

1 Institutul National de Fizica si Inginerie Nucleara - Horia Hulubei

2 Forschungszentrum Karlsruhe, Institut fur Kernphysik

E-mail

Keywords:

Abstract:

Studiul cascadelor atmosferice extinse se poate face pe doua cai: prin observatii directe asupra observabilelor ce caracterizeaza frontul cascadei (cu ajutorul sistemelor de detectie precum KASCADE sau KASCADE - Grande) sau prin simulari (cu ajutorul programelor de modelare Monte - Carlo). Din studiul comparativ al datelor obtinute pe cele doua cai, se pot obtine informatii importante privind natura particulelor primare, energia acestora, mecanismele de interactie la energii mari, etc. In cazul de fata s-a efectuat un studiu al caracteristicilor spatiale si temporale ale cascadelor atmosferice extinse pentru evenimente simulate cu ajutorul programului CORSIKA. Pentru aceasta s-au simulat cate 50 de cascade atmosferice pentru trei tipuri de particule primare (p, C, Fe) cu energia 10^16 eV si cu incidenta verticala. S-au efectuat apoi studii privind distributiile timpilor de sosire pentru diferite componente ale cascadelor atmosferice precum si studii privind distributiile laterale de particule din frontul cascadelor atmosferice. S-au calculat cele trei cuartile temporale pentru fiecare componenta a frontului cascadei la diferite distante de centrul distributiei de particule din frontul cascadei. Prima cuartila temporala reprezinta timpul scurs din momentul in care prima particula a frontului ajunge la planul de detectie, pana in momentul cand 25% din particule au atins planul de detectie. Analog pentru celelalte doua cuartile, dar pentru 50%, respectiv 75% din particule. Analizand rezultatele se observa ca, pentru o aceeasi particula primara se inregistreaza o diferenta semnificativa intre valorile cuartilelor temporale pentru diferite componente ale cascadei. Rezultatul se explica prin diferentele ce apar in forma distributiei timpilor de sosire pentru diferite componente ale cascadei. Cum aceste diferente apar si in cazul aceleiasi componente dar pentru energii de prag diferite, este evident ca petru o aceeasi particula primara si aceeasi componenta se gaseste o valoare globala mai mica pentru cuartilele temporale calculate pentru un prag energetic mai mare, intrucat la energii mai mari particulele vor fi mai putin imprastiate si deci vor ajunge la planul de detectie intr-un timp mai scurt. Deasemenea, intre aceleasi cuartile temporale ale acelorasi componente cu acelasi prag energetic, dar pentru particule primare diferite, se constata intotdeauna o diferenta ce poate da indicatii asupra naturii pariculei primare. Diferentele se pastreaza indiferent de cuartila temporala in discutie, cuartilele cu valorile cele mai mici apartinand cascadelor initiate de nucleee de Fe, iar cele cu valorile cele mai mari corespunzand cascadelor initiate de protoni. In partea a doua a studiului s-a analizat distributia laterala de particule din frontul cascadei. Pentru aceasta s-a incercat aproximarea densitatii de particule pentru componentele sumate electronica si miuonica cu o functie NKG modificata cu doi parametri dintre care unul s-a dovedit a fi semnificativ dependent de masa particulei primare. In viitor, pentru a obtine o estimare cat apropiata de realitate a raspunsului retelei de detectie, se va considera si interactia dintre frontul simulat al cascadei cu fiecare deetector. Pentru aceasta, vor fi selectate din frontul cascadei acele particule care ating suprafata sensibila a unui detector, iar apoi se va considera si interactia dintre acestea si materialul detectorului. Este de asteptat ca in urma acestei etape sa se inregistreze o crestere a fluctuatiilor ce afecteaza rezultatele obtinute. REFERINTE: [a] J. Linsley, L. Scarsi, B. Rossi, Energy Spectrum and Structure of Large Air Showers, Journal of the Physical Society of Japan, Vol.17, Supplement A-III, 1962 [b] A. F. Badea, Temporal Structure of the Muon Component of Cosmic Rays Extensive Air Showers, Forschungszentrum Karlsruhe, Institut fur Kernphysik, 2001