Р.А.Мухамедшин Институт ядерных исследований РАН Москва 2006

Р.А.МухамедшинР.А.Мухамедшин Институт ядерных исследований Институт ядерных исследований

РАН РАН

Москва 2006 Москва 2006

Феноменологические ограниченияФеноменологические ограничения на модель неупругих на модель неупругих

взаимодействийвзаимодействий адронов с ядрами адронов с ядрами при энергиях при энергиях

выше 10выше 1015 15 эВ по данным эВ по данным рентген-эмульсионных камеррентген-эмульсионных камер

01.04.23 01.04.23

Актуальность темыАктуальность темы

• Исследование мягких и полужестких процессов множественной Исследование мягких и полужестких процессов множественной

генерации наиболее энергичных частиц во взаимодействиях генерации наиболее энергичных частиц во взаимодействиях

адронов с легкими ядрами при адронов с легкими ядрами при E>E>10101616 эВ ( эВ (√√¯̄s s ≳≳ 4 ТэВ) пока 4 ТэВ) пока

возможно лишь в космических лучах возможно лишь в космических лучах

• Анализируются характеристики компонент ядерно-Анализируются характеристики компонент ядерно-

электромагнитных каскадов (ЯЭК) в атмосфере (ШАЛ, электромагнитных каскадов (ЯЭК) в атмосфере (ШАЛ, --hh

семейства, группы мюонов). семейства, группы мюонов).

• Первоначальная концепция неупругого Первоначальная концепция неупругого p-Np-N1414 взаимодействия взаимодействия

(Г.Т.Зацепин 1949, Г.В.Ватагин 1949):(Г.Т.Зацепин 1949, Г.В.Ватагин 1949):

• эффект лидирования эффект лидирования лидер лидер уноситуносит ~~0,5 0,5 EE00 (1-KKinelinel)EE00

• сечение сечение inelinel и и KKinelinel слабо зависят от энергиислабо зависят от энергии

• 1969: Скейлинг (1969: Скейлинг (FF), автомодельность), автомодельность ( (ММТ), предельная ММТ), предельная

фрагментация (фрагментация (BCYYBCYY))

• Современная (наиболее популярная) концепцияСовременная (наиболее популярная) концепция мягких и мягких и полужестких полужестких p-Np-N1414 взаимодействий (в т.ч. по данным РЭК):взаимодействий (в т.ч. по данным РЭК):

• модель кварк-глюонных струн (МКГС)модель кварк-глюонных струн (МКГС)• медленный рост сечениямедленный рост сечения с энергиейс энергией

• эффект лидирования и медленный ростэффект лидирования и медленный рост с энергией с энергией KKinelinel (вплоть (вплоть

до до ~~0,85 при 0,85 при EE00 ≳≳101016 16 эВ (по данным РЭК):эВ (по данным РЭК):

Актуальность темыАктуальность темы

• Число КГС моделей и их версий постоянно растет:Число КГС моделей и их версий постоянно растет: QGSJETQGSJET ( (98, 01, II98, 01, II)), SIBYLL , SIBYLL ((1.7, 2.11.7, 2.1), ), DPMJET, VENUS, NeXuS (1DPMJET, VENUS, NeXuS (1 – – 3),3), EPOSEPOS…………

• Ни одна из моделей не описывает все результаты в ШАЛ (даже в Ни одна из моделей не описывает все результаты в ШАЛ (даже в рамках одного эксперимента!)рамках одного эксперимента!)

• Некоторые результаты этими моделями игнорируютсяНекоторые результаты этими моделями игнорируются

Эксперименты с РЭК Эксперименты с РЭК • более чувствительны к характеристикам взаимодействий и, более чувствительны к характеристикам взаимодействий и,

следовательно, моделямследовательно, моделям• дают возможность откинуть некоторые моделидают возможность откинуть некоторые модели

• Исследование свойств адрон-ядерных взаимодействий в Исследование свойств адрон-ядерных взаимодействий в

фрагментационной области при энергиях Eфрагментационной области при энергиях E00 ≳≳ 10 101616 эВ ( эВ (√√s s ≳≳ 4 ТэВ) 4 ТэВ)

на основе сравнительного анализа экспериментальных данных на основе сравнительного анализа экспериментальных данных

РЭК и результатов моделирования;РЭК и результатов моделирования;

• разработка феноменологической модели взаимодействий при этих разработка феноменологической модели взаимодействий при этих

энергиях, способной дать одновременное описание наиболее энергиях, способной дать одновременное описание наиболее

широкого круга результатов нескольких экспериментов в единых широкого круга результатов нескольких экспериментов в единых

рамках, что значительно повышает надежность выводов; рамках, что значительно повышает надежность выводов;

определение феноменологических ограниченийопределение феноменологических ограничений на характеристики на характеристики

взаимодействий, необходимых для разработки строгой теории взаимодействий, необходимых для разработки строгой теории

процессов; процессов;

• выработка предложений по проверке разработанной модели.выработка предложений по проверке разработанной модели.

Цель диссертацииЦель диссертации

РЭК Сотрудничества «Памир»РЭК Сотрудничества «Памир»

«Свинцовая» «Свинцовая» Pb-Pb-РЭКРЭК«Углеродная» «Углеродная» C-C-РЭКРЭК

Пространственное Пространственное

разрешение разрешение ≲≲ 550 0 мм

Тол

стая

миш

ень

- во

здух

РЭК на РЭК на аэростатах и аэростатах и самолетахсамолетах

ВведениеВведение

• Большой объем экспериментальных данныхБольшой объем экспериментальных данных• Сильные флуктуацииСильные флуктуации вв

• атмосфереатмосфере• РЭКРЭК

• Сильное поглощение Сильное поглощение малая вероятность регистрации малая вероятность регистрации• Флуктуации дают вклад в любую характеристикуФлуктуации дают вклад в любую характеристику• Сильная выборка в зависимости от критериев отбораСильная выборка в зависимости от критериев отбора• Для любого нетривиального результата надо считать Для любого нетривиального результата надо считать

флуктуационный фонфлуктуационный фон

• Необходима программа моделирования методом Монте-Карло, Необходима программа моделирования методом Монте-Карло, воспроизводящая максимально возможно широкую совокупность воспроизводящая максимально возможно широкую совокупность экспериментальных данных и теоретических предсказанийэкспериментальных данных и теоретических предсказаний

ВведениеВведение

Необходимость моделированияНеобходимость моделирования

Для эксперимента «Памир»: кодыДля эксперимента «Памир»: коды ММSFSF ии МС0МС0 моделирования моделирования ядерно-электромагнитных каскадов (ЯЭК) в атмосфереядерно-электромагнитных каскадов (ЯЭК) в атмосфере

• Код Код MSFMSF (1976) был одной из первых программ, учитывающей (1976) был одной из первых программ, учитывающей нарушение скейлинга в пионизационной областинарушение скейлинга в пионизационной области

• Использовался для исследования широкого круга проблем в Использовался для исследования широкого круга проблем в эксперименте «Памир» (характеристики гамма-эксперименте «Памир» (характеристики гамма- и адронных и адронных семейств, гало и т.д.) (в том числе, в НИИЯФ МГУ)семейств, гало и т.д.) (в том числе, в НИИЯФ МГУ)

• Основные характеристики:Основные характеристики:

• скейлинг в фрагментационной области (скейлинг в фрагментационной области (xxFF≳≳ 0,10,1) (доминир.идея)) (доминир.идея)

• KKinelinel = 0,5 = 0,5

• inelinel = f(E0) = f(E0)

• Результаты, полученные Сотрудничеством «Памир», в том числе с Результаты, полученные Сотрудничеством «Памир», в том числе с использованием кода использованием кода MSFMSF, дали толчок развитию моделей КГС , дали толчок развитию моделей КГС (Кайдалов, Тер-Мартиросян, Шабельский)(Кайдалов, Тер-Мартиросян, Шабельский)

МоделированиеМоделирование

• Код Код MC0MC0 (1990) был первым кодом моделирования сильных (1990) был первым кодом моделирования сильных взаимодействий при развитии ЯЭК, учитывающимвзаимодействий при развитии ЯЭК, учитывающим одновременноодновременно

• модель кварк-глюонных струнмодель кварк-глюонных струн (Шабельский, КТ-М 1988) (Шабельский, КТ-М 1988) рострост inelinel ии KKinelinel

• модель полужестких струймодель полужестких струй (министруй)(министруй) (ГЛР 1983): (ГЛР 1983): QQTT≳≳ 2 2 ГэВ/с ГэВ/с

при при EE00~10~101616 эВ эВ ~50% ~50% частиц рождается через этот каналчастиц рождается через этот канал

• ускорительные данныеускорительные данные: : генерация частиц (вкл. странные, генерация частиц (вкл. странные, чармированные, резонансы), КХД – струй;чармированные, резонансы), КХД – струй; дифракционные дифракционные процессыпроцессы

• основная программа для Сотрудничества «ПАМИР»основная программа для Сотрудничества «ПАМИР»• близок к кодублизок к коду QGSJETQGSJET 98 98,, разработанному на несколько лет позжеразработанному на несколько лет позже


KKinelinelMSFMSF << KKinelinelMC0MC0 < < KKinelinelMQMQ

KKinelinel зависит от определениязависит от определения

KKinelinel KKinel inel ≲≲ 0,6 при 0,6 при EE00 ~ 10 ~ 101616 эВ (близко к эВ (близко к

значению Г.Т.Зацепина 1949)значению Г.Т.Зацепина 1949)

Коэффициент неупругостиКоэффициент неупругости

MSFMSF

0,500,500,45


leaderleader

Электромагнитная компонента: Электромагнитная компонента: EE 0,01 0,01 E0E0

• Расчетные интегральные Расчетные интегральные спектры немного круче спектры немного круче экспериментальных спектров,экспериментальных спектров, но!

• часть пятен потемнения на часть пятен потемнения на пленке создается не пленке создается не одиночными одиночными -квантами, а -квантами, а узкими ЭМ каскадами из узкими ЭМ каскадами из воздухавоздуха

• переоценка энергии и переоценка энергии и ужесточение измеряемого ужесточение измеряемого спектра (спектра ( ≲≲ 0,15 0,15), т.е.), т.е.realreal ≈≈ 22,15 ,15 →→ measmeas ~ ~ 22,0,0

По сравнению сПо сравнению с МС0МС0 ((ии экспериментомэкспериментом)) MSFMSF дает: дает:

• более высокие интенсивностиболее высокие интенсивности• более пологие спектрыболее пологие спектры

РасчетРасчет MC0MC0

Сравнение экспериментальных и расчетных данных при Сравнение экспериментальных и расчетных данных при EE00 ≲≲ 5 510101515 эВэВ

MC0 MC0 : : Расчетные спектрыРасчетные спектры попо EE согласуются с экспериментальнымисогласуются с экспериментальными

MC0 MC0 : : Расчетные спектрыРасчетные спектры попо E Ehh согласуются с экспериментальнымисогласуются с экспериментальными

Адронная компонента: Адронная компонента: EEhh 0,01 0,01 EE00 • СпектрыСпектры в С-РЭК в С-РЭК в среднемв среднем

положе спектров в положе спектров в PbPb-РЭК-РЭК• РасчетныйРасчетный суммарный суммарный

спектрспектр над РЭК круче над РЭК круче экспериментальныхэкспериментальных спектров спектров

но!но!• Спектры адронов Спектры адронов I I ~ ~ EE--, ,

падающихпадающих на РЭК, круче на РЭК, круче спектров спектров измеряемыхизмеряемых

• интенсивности интенсивности -- вышевыше• спектры - положеспектры - положе

MSFMSF: :

Экс

пери

мен

тЭ

кспе

рим

ент

Рас

чет

(Р

асче

т ( М

С0

МС

0 ))

измеряемыеизмеряемыепадающиепадающие


(по сравнению с (по сравнению с МС0МС0 ии экспериментомэкспериментом ) )

Гамма-адронные семействаГамма-адронные семейства:: (E(E+E+Ehh(()) ) ) 0,1 0,1 E0E0

(группы генетически связанных частиц ((группы генетически связанных частиц (/e/e , , hh)) c E c E ≳≳ 5 5 ТэВ)ТэВ)

* Ethr= 4ТэВ; # Ethr = 10 ТэВ

MSFMSF завышает интенсивность по сравнению с завышает интенсивность по сравнению с экспериментомэкспериментом

MC0MC0

MC0MC0

MC0MC0


МС0 МС0 согласуется с согласуется с экспериментомэкспериментом по по• интенсивностиинтенсивности• множественностимножественности ии hh

Корреляции между ЭМКорреляции между ЭМ и адронной компонентамии адронной компонентами вв -h-h семействах семействах

Пространственно-энергетические характеристики Пространственно-энергетические характеристики -h-h семейств семейств

* E* Ethrthr= 4ТэВ; = 4ТэВ; ## E Ethrthr = 10 ТэВ = 10 ТэВ

QQ = =

EE/(/(EE++EEhh))


MC0MC0

MC0MC0

МС0 МС0 согласуется согласуется с с экспериментомэкспериментом• по корреляциям по корреляциям между между и и hh• поперечнымпоперечным характеристикам характеристикам

• Модели типа Модели типа MSFMSF (сохранение скейлинга в (сохранение скейлинга в фрагментационной области) предсказывают фрагментационной области) предсказывают

• слишком большие интенсивностислишком большие интенсивности всех одиночных всех одиночных компонент и компонент и --hh семейств семейств

• слишком жесткие спектры ЭМ и адронной компонентслишком жесткие спектры ЭМ и адронной компонент• Модели типа Модели типа кварк-глюонных стрункварк-глюонных струн ((МС0МС0) хорошо ) хорошо

описывают данные эксперимента «Памир» по описывают данные эксперимента «Памир» по • одиночным адронам;одиночным адронам;• ЭМ компоненте;ЭМ компоненте;• --hh семействам, семействам,

относящиеся к относящиеся к EE00 ≲≲ 55··10101515 эВ эВ

• Т.о. имеется модель Т.о. имеется модель МС0МС0, проверенная , проверенная припри EE00 ≲≲ 5 510101515 эВ,эВ,

которую можно использовать для исследований области которую можно использовать для исследований области более высоких энергийболее высоких энергий

Результаты сравнения эксперимента и расчета при Результаты сравнения эксперимента и расчета при EE00 ≲≲ 5 510101515 эВэВ

Азимутальные особенности гамма-адронных семействАзимутальные особенности гамма-адронных семейств

Анализ азимутальных характеристикАнализ азимутальных характеристик

КХД:КХД:

объясняетобъясняет

объясняет объясняет (?(?) () (ПамирПамир));; не объясняет не объясняет ((КанбалаКанбалаи Чакалтая)и Чакалтая)

не объясняетне объясняет ! ! (Памир)(Памир)

экспериментальные экспериментальные данные данные

В экспериментах с РЭКВ экспериментах с РЭК обнаружены:обнаружены:

• Азимутальная анизотропияАзимутальная анизотропия частиц в семействах с энергией частиц в семействах с энергией EE ≳≳ 30 ТэВ (Памир) 30 ТэВ (Памир)

• Двуцентровые («Двуцентровые («бинокулярныебинокулярные») ») события с энергией события с энергией EE ≳≳ 200 ТэВ 200 ТэВ

(Памир, Чакалтая, Канбала)(Памир, Чакалтая, Канбала)

• ВыстроенностьВыстроенность «энергетически «энергетически выделенных центров» (ЭВЦ) в выделенных центров» (ЭВЦ) в семействах с семействах с энергийэнергий EE ≳≳ 700 ТэВ ( 700 ТэВ ( EE00 ≳≳ 10101166 эВ эВ ))

--1/(1/(NN-1)-1) ≤≤ NN ≤≤ 1 1,,00

Выстроенные события:Выстроенные события: NN ≥ ≥ fixfix

Обычно:Обычно:44 ≥ 0,8≥ 0,8

ПримерыПримеры выстроенностивыстроенности

k

i

j

kij

Electromagnetic haloElectromagnetic halo hadron halohadron halo

hadronhadron -ray cluster -ray cluster

““ПамирПамир”” : : a) a) 44- - --кластерноекластерное семествосемество; ; бб)) Pb-6: Pb-6: 44=0.95;=0.95; вв)) Pb-28: Pb-28: 44=0.85. =0.85.

гг)) JF2af2JF2af2 (“(“Concorde”Concorde”); ); дд)) СтранаСтрана ( (аэростатаэростат). ). Цифры – энергия вЦифры – энергия в ТэВТэВ

-ray clusters

a) б)

в) г)

д)5 самых энергичн. частиц

<Pt> = 23 7 GeV/c

(Preliminary !)

ВыстроенностьВыстроенность


• Экспериментальные данные по выстроенности – Экспериментальные данные по выстроенности –

разнокалиберные (частицы, группы частиц, гало )разнокалиберные (частицы, группы частиц, гало )

• Надо выделять изолированные потоки энергииНадо выделять изолированные потоки энергии

• т.н. «энергетически выделенные центры» (т.н. «энергетически выделенные центры» (ЭВЦЭВЦ) ) (НИИЯФ)(НИИЯФ)

ЭВЦ = группы, инициированныеЭВЦ = группы, инициированные

--квантами: квантами: ZZСС ~ 1 ~ 1 ТэВТэВ··смсм

00--мезонами: мезонами: ZZСС ~ ~ 33 ТэВТэВ··смсм

взаимодействиями адронов:взаимодействиями адронов: ZZСС ~ ~ 2020 ТэВТэВ··смсм

h*


• ЭВЦЭВЦ = изолированные = изолированные кластеры генетически кластеры генетически

связанных частиц (связанных частиц (/e/e, , hh), ), выделяемые выделяемые «декаскадированием»«декаскадированием» = = процедурой объединения процедурой объединения ii--йй ии

kk--йй частиц в группе (счастиц в группе (с ZZikik< < ZZCC))

pptt ZZC C ~1, ~3, ~20 ~1, ~3, ~20 ТэВТэВсмсм

соответствует объединениюсоответствует объединению частиц в «исходный» частиц в «исходный» --

квантквант,,00 -мезон-мезон ии адрон адрон (уровень Памира!)(уровень Памира!)

Экспериментальная ситуацияЭкспериментальная ситуация

ЭкспериментЭксперимент KanbalaKanbala ( (EE ≥ ≥ 5500 00 TeVTeV, , 33 ≥0 ≥0..88))

• 00..505000..2020 in in Fe-Fe-РЭКРЭК ((33 из из 6 6 припри 1.21.2 ожидаемом ожидаемом))

00.21.21 – ожидаемый фон– ожидаемый фон Xue L. Xue L. et alet al.. 19991999

ТолькоТолько два два стратосферных стратосферных --hh семействасемейства c c EE ≳≳ 1000 1000 TeV TeV

ОбаОба предельно выстроены:предельно выстроены:

• 44 = = 00..999988 ( (JF2af2JF2af2,, ConcordeConcorde))

• 44 hh = = 00..9999 ((СтранаСтрана,, аэростат) аэростат)

Сильные взаимодействияСильные взаимодействия??

Флуктуации ?Флуктуации ? Магнитное поле ?Магнитное поле ? Электрические поля?Электрические поля?

Коэффициент регрессииКоэффициент регрессии

38 38 квантов: квантов: 3838== 00..999292

ЭкспериментЭксперимент ««ПамирПамир»» ((EE ≥≥ 700 700 TeVTeV, , 44 ≥0 ≥0..88))• 00..434300..1313 в в PbPb-РЭК-РЭК ((66 изиз 14 14 при при 1.01.0 ожидаемом ожидаемом)) • 00..227700..0909 в С- РЭКв С- РЭК ((99 изиз 35 35 припри 2.12.1 ожидаемом ожидаемом))

00.06.06 –– ожидаемый фон ожидаемый фон::


РазнокалиберныеРазнокалиберные экспериментальные данные экспериментальные данные

((““ПАМИРПАМИР””, , KanbalaKanbala, , ConcordeConcorde, , аэростатаэростат))


ЗамечаниеЗамечание

До сих пор существуют два До сих пор существуют два противоположныхпротивоположных мнения о мнения о

происхождении экспериментально наблюдаемой выстроенности: происхождении экспериментально наблюдаемой выстроенности:

• выстроенность естьвыстроенность есть результат тривиальных флуктуаций результат тривиальных флуктуаций для для

опровержения требуется хорошая статистическая опровержения требуется хорошая статистическая

обеспеченность расчетных результатов обеспеченность расчетных результатов

• выстроенность выстроенность может быть объяснена КХД-струямиможет быть объяснена КХД-струями требуетсятребуется

модель с генерацией КХД струй (модель с генерацией КХД струй (МС0МС0))

Эксперимент «Памир»Эксперимент «Памир»

0

1000

2000

3000

4000

Nset

0 1 2 3 4 5 6Nfam(4z 0.8)

Pb-XREC

0

200

400

600

800

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9Nfam(4z 0.8)

C-XREC

Experiment

Simulated sets

Из 11 тысяч искусственных наборов событийИз 11 тысяч искусственных наборов событий,, нет ни нет ни одного, подобного экспериментальнымодного, подобного экспериментальным!!

8000 8000 наборов событийнаборов событий

33000 000 наборов событийнаборов событий

ЭкспериментЭкспериментМоделированиеМоделирование

Выстроенность и флуктуацииВыстроенность и флуктуации

Роль флуктуаций в явлении выстроенностиРоль флуктуаций в явлении выстроенности

Распределения наборов по числу выстроенных событий в каждом из наборовРаспределения наборов по числу выстроенных событий в каждом из наборов

МС0МС0

Эксперимент. набор:6 выстроенных событий из 14

Эксперимент. набор:9 выстроенных событий из 35

ВероятностьВероятность регистрации всего наборарегистрации всего набора экспериментальныхэкспериментальныхвыстроенных событийвыстроенных событий ((ПамирПамир, , KanbalaKanbala, , стратосферастратосфера): ):

WWfluctfluct <<<< 00,,99 1010-4-4 11,,55 1010-4-4 99 1010-2-2 33 1010--33 10 10--99 <<<< 10 10––2020

ЭкспериЭкспери--ментмент

КритерийКритерийотбораотбора

ОжидаемоеОжидаемоезначениезначение

(для 1 события(для 1 события - - вероятность)вероятность)

Наблю-Наблю-даемоедаемоезначе-значе-

ниение

Ожида-Ожида-емоеемое

ccтандарт. тандарт. откло-откло-

нениенение (())

Отклоне-Отклоне-ние от ние от

ожидаем. ожидаем. значения значения

(в (в))

Вероят-Вероят-ностьность

наблюдатьнаблюдать экспер.экспер.данныеданные

Памир-Памир-PbPb 44≥0.≥0.88 11..00 из 14из 14 66 1.01.0 55 0.90.91010-4-4

Памир- СПамир- С 44≥0.≥0.88 22..11 из 35 из 35 99 1.51.5 4,64,6 1.51.51010-4-4

KanbalaKanbala 33≥0.≥0.88 1.21.2 изиз 6 6 33 1.21.2 1.51.5 9009001010-4-4

««СтранаСтрана»» 44≥0.99≥0.99 00.0029.00290.00.0000202 11 00..0505 -- 29291010-4-4

««JF2af2JF2af2»»44≥0.998≥0.998 00..000000660.00.0000011 11 00..015015 -- 661010-4-4

3838≥0.95 ≥0.95 << 10<< 10-9-9 11 -- -- << 10<< 10-9-9

Выстроенность и флуктуацииВыстроенность и флуктуации

Источником феномена Источником феномена выстроенности выстроенности не могут быть флуктуации не могут быть флуктуации

Роль электромагнитных полейРоль электромагнитных полей

• Магнитное полеМагнитное поле ЗемлиЗемли• реально не влияет на выстроенностьреально не влияет на выстроенность семейств на уровне горсемейств на уровне гор• немного усиливает выстроенность в стратосфере, немного усиливает выстроенность в стратосфере,

но дляно для LL ≲≲ 1 1 м м F(F(44>0,8>0,8)) < 0,0 < 0,011

• Электрические грозовые поляЭлектрические грозовые поля (расчет: (расчет: EEcritcrit 100 100 кВкВ//мм, , U U 1 1 ГВ)ГВ)

• почти не влияют на выстроенностьпочти не влияют на выстроенность адронов на высоте гор: адронов на высоте гор: F(F(44>0,8>0,8) ) 0,00,03;3;

• увеличивает выстроенность в ЭМ каскадах от увеличивает выстроенность в ЭМ каскадах от -квантов: -квантов: F(F(44>0,8>0,8) ) 0,0,16;16;

Но!Но!• подобные поля образуются крайне редко (если вообще подобные поля образуются крайне редко (если вообще

образуются! Для Памира образуются! Для Памира EEcritcrit 50 50 кВкВ//м)м)

Выстроенность и электромагнитные поляВыстроенность и электромагнитные поля

Источником феномена Источником феномена выстроенности выстроенности не могут бытьне могут быть•флуктуациифлуктуации•магнитноемагнитное поле Землиполе Земли•электрическиеэлектрические грозовые поля грозовые поля

Источник Источник выстроенностивыстроенности – – адронные взаимодействияадронные взаимодействия


Существует процесс компланарной генерации частиц (КГЧ)Существует процесс компланарной генерации частиц (КГЧ)

КинематикаКинематика• кинематические эффекты в дифракционных процессах кинематические эффекты в дифракционных процессах

(СморСмир 90, (СморСмир 90, Zhu 90, Capdevielle 01Zhu 90, Capdevielle 01); );

«Новая» физика«Новая» физика• новое сильное взаимодействие при энергиях новое сильное взаимодействие при энергиях √√ss ≳≳ 4 TэВ и 4 TэВ и

генерация бозонов и адронов, включающих новые кварки генерация бозонов и адронов, включающих новые кварки высшей цветовой симметриивысшей цветовой симметрии (White 94) (White 94);;

Передача больших Передача больших QQtt

• генерация глюонных КХД-струйгенерация глюонных КХД-струй (Halzen 90) (Halzen 90);;• полужесткая двойная дифракционная неупругая диссоциация полужесткая двойная дифракционная неупругая диссоциация

(натяжение и разрыв кварк-глюонной струны между полужестко (натяжение и разрыв кварк-глюонной струны между полужестко рассеянным кварком-конституентом и кваркамирассеянным кварком-конституентом и кварками--спектаторами спектаторами налетающего адронаналетающего адрона ( (Ройзен 94Ройзен 94))


Об интерпретации выстроенности и КГЧОб интерпретации выстроенности и КГЧ

Кинематика вращенияКинематика вращения• Рождение лидирующего резонанса с очень высоким спиномРождение лидирующего резонанса с очень высоким спином ( (МухМух

99, 99, В.ЧудВ.Чуд 01) 01)• высокий угловой момент высокий угловой момент кварк-глюонной струныкварк-глюонной струны (Wibig 04) (Wibig 04)• вращение с очень высоким спиномвращение с очень высоким спином невзаимодействующей части невзаимодействующей части

налетающего ядра; налетающего ядра; • закручивание взаимодействующего адрона и компланарный закручивание взаимодействующего адрона и компланарный

разлет вторичных частиц как следствие релятивистского разлет вторичных частиц как следствие релятивистского изменения свойств адрона при высоких энергиях (Г.Т.Зац 94)изменения свойств адрона при высоких энергиях (Г.Т.Зац 94)


Эвристические модели компланарной генерации частицЭвристические модели компланарной генерации частиц

• Базовая модель – Базовая модель – МС0МС0• ALGALG – – компланарная генерация всех вторичных частиц с компланарная генерация всех вторичных частиц с

традиционным значением традиционным значением ‹‹pptt››

• EMDEMD – электромагнитная диссоциация и развал налетающих – электромагнитная диссоциация и развал налетающих ядер в электрическом поле ядер воздуха (ядер в электрическом поле ядер воздуха ( усиление влияния усиление влияния магнитного поля Земли)магнитного поля Земли)

• ISDISD –– дифракционная диссоциация с увеличенным в 10 раз дифракционная диссоциация с увеличенным в 10 раз сечениемсечением

• K2MK2M – существенное увеличение дисперсии распределения по – существенное увеличение дисперсии распределения по KKinelinel и его постепенная трансформация в двугорбовое и его постепенная трансформация в двугорбовое

(максимумы при (максимумы при KKinelinel ~ ~ 0 и 0 и KKinelinel ~ ~ 1, Г.Т.Зац)1, Г.Т.Зац)

• PNPPNP – неупругие (фотоядерные) взаимодействия – неупругие (фотоядерные) взаимодействия -квантов-квантов• ROTROT – вращение с очень большим значением спина – вращение с очень большим значением спина

невзаимодействующей части налетающего ядра с последующим невзаимодействующей части налетающего ядра с последующим компланарным разваломкомпланарным развалом

Выстроенность и модели взаимодействияВыстроенность и модели взаимодействия

• SHDIDSHDID – полужесткая двойная дифракционная неупругая – полужесткая двойная дифракционная неупругая диссоциация, протекающая через натяжение кварк-глюонной диссоциация, протекающая через натяжение кварк-глюонной струны между полужестко рассеянным быстрым кварком и струны между полужестко рассеянным быстрым кварком и кварками-спектаторами налетающего адрона и последующий кварками-спектаторами налетающего адрона и последующий разрыв струны с образованием вторичных частиц (Ройзен 94).разрыв струны с образованием вторичных частиц (Ройзен 94).

• SHDQSHDQ – новое сильное взаимодействие при √s– новое сильное взаимодействие при √s ≳≳ 4 TэВ и 4 TэВ и генерация бозонов и адронов с новыми кварками высшей генерация бозонов и адронов с новыми кварками высшей цветовой симметрии цветовой симметрии ((WhiteWhite 94) 94)..

• XX –– гипотетическая длиннопробежная компонента, гипотетическая длиннопробежная компонента, взаимодействующая с малым сечением неупругого взаимодействующая с малым сечением неупругого взаимодействия взаимодействия inelinel

0,20,2inelinel через компланарную через компланарную

генерацию вторичных частиц. генерацию вторичных частиц. • МКГЧМКГЧ – упрощенная Модель Компланарной Генерации– упрощенная Модель Компланарной Генерации


p-p-airairХХ--airair

• наблюдаемый эффект выстроенностинаблюдаемый эффект выстроенности не может быть объясненне может быть объяснен

• кинематическими эффектами во взаимодействиях адроновкинематическими эффектами во взаимодействиях адронов

• КХД взаимодействиями адроновКХД взаимодействиями адронов

• КГЧ взаимодействиями адронов с КГЧ взаимодействиями адронов с ppt t ≲≲11 ГэВГэВ//сс

• Фазовое пространство компланарных событий в плоскости Фазовое пространство компланарных событий в плоскости компланарности – не меньше, чем несколько ГэВ/скомпланарности – не меньше, чем несколько ГэВ/с

• В Лаб-системе д.б.В Лаб-системе д.б. специфическая корреляция между специфическая корреляция между E E ((илиили ppLL) )

и и ppt t частиц: бчастиц: бóóльшельше pptt – – меньшменьшee EE

• Каскадное развитие быстро разрушает компланарностьКаскадное развитие быстро разрушает компланарность

• Частицы с повышенной проникающей способностью Частицы с повышенной проникающей способностью (т.е. (т.е. compl compl > > int int )) обладают высокой потенциальной обладают высокой потенциальной

эффективностью для создания выстроенных событий. эффективностью для создания выстроенных событий.


Предварительные выводыПредварительные выводы ( (на основе эвристических моделейна основе эвристических моделей))

p-p-airair

Нужна специфическаяНужна специфическая корреляциякорреляция:: вышевыше p ptt − − нижениже ppLL

аа) ) КХДКХД струи струи: Sin : Sin ii const const неподходящая корреляциянеподходящая корреляция 2 отдельных кластера 2 отдельных кластера нетнет наблюдаемой выстроенности наблюдаемой выстроенности

b)b) SHDIDSHDID ( (РойзенРойзен 1994) – 1994) – разрыв разрыв натянутойнатянутой кварккварк--глюоннойглюонной струныструны в дифракционном кластере: в дифракционном кластере: необходимая корреляциянеобходимая корреляция выстроенность выстроенность естьесть

cc) система-лидер с ) система-лидер с высоким спиномвысоким спином подходящая корреляция (для подходящая корреляция (для наиболее энергичных частиц) наиболее энергичных частиц) выстроенность выстроенность естьесть

dd) ) Угловой момент КГСУгловой момент КГС (Wibig 04)(Wibig 04) необходимая корреляциянеобходимая корреляция выстроенность выстроенность естьесть

Самые энергичные частицыСамые энергичные частицы


СЦМСЦМ ЛабЛаб

КХД струиКХД струи: : Лохтин Лохтин и др. 20и др. 200505PYTHIAPYTHIA и и √s√s = = 114 TэВ (4 TэВ (LHCLHC) ) Вывод:Вывод: Выстроенность 3-х (!) КЛАСТЕРОВВыстроенность 3-х (!) КЛАСТЕРОВ

(близкая к эксперименту) только (!)(близкая к эксперименту) только (!)

1.1. при при EE3,43,4 ≥≥ 3 3 ТэВ, т.е.ТэВ, т.е. EE3,43,4 ~ E~ E11

((≪≪inelinel ))

2.2. в ускорительных экспериментах, где расстояние отв ускорительных экспериментах, где расстояние от точки точки

взаимодействиявзаимодействия до до уровня наблюденияуровня наблюдения, , т.е.толщина мишени т.е.толщина мишени x ~x ~00

((в экспериментах с РЭК в экспериментах с РЭК x > 500 x > 500 гг//смсм22))

Но: Но: 11.. Нет Нет выстроенности а)выстроенности а) 4 и более4 и более кластеров; б)кластеров; б) частицчастиц

2. С ростом 2. С ростом xx резко падаетрезко падает выстроенность выстроенность

Угловой момент КГСУгловой момент КГС (Wibig (Wibig 202004)04)

tt00 – – l l ~ ~ bb и и ~~ constconst ((bb≪≪b/2b/2

l l ~~const const и и ~~ 1/bb ((bb ~~b/2b/2 (v (v = = c)c)

tt11 – – возникает волна; изменяется возникает волна; изменяется

распределение распределение pptt

Возможная (?) картина Возможная (?) картина

b/2

t1 t0

-b/2

сохранение углового моментасохранение углового момента


jetjet jetjet

МКГЧМКГЧ = = ММодельодель ККомпланарной омпланарной ГГенерацииенерации ЧЧастицастиц ##,,**• частицы (частицы ( и и KK) рождаются компланарно с нормальным ) рождаются компланарно с нормальным pptt

относительно плоскости компланарностиотносительно плоскости компланарности

• множественность множественность ‹‹nnss›› 10; 10;

• ppTTcoplcopl 1–1– 2 2,3,3 ГэВГэВ//с в плоскости компланарностис в плоскости компланарности

** Примитивная (!)Примитивная (!) эвристическая модель для изучения факторов, эвристическая модель для изучения факторов, связанных с возможностью наблюдения выстроенностисвязанных с возможностью наблюдения выстроенности


## Параметры взаимодействия относятся к фрагментационной областиПараметры взаимодействия относятся к фрагментационной области

Etot > 500 TeV

0.01

0.1

1

0 200 400 600 800 1000XREC-to-interaction distance, g/cm2

F(

4z0.

8 )

ZC,TeV∙cm

background

Если на уровне гор Если на уровне гор F(F(4 4 0,8) 0,8) ≳≳ 00,,22, то, то

coplcopl ~ ~ inelinel

Выстроенность может Выстроенность может изучаться только в изучаться только в

• высокогорныхвысокогорных и и стратосферныхстратосферных экспериментах с высоким экспериментах с высоким разрешениемразрешением ( (x x ≲≲ 11смсм ) )

• на на коллайдерахколлайдерах

фон

“Памир” KASCADE

частицы

МКГЧМКГЧ

Феноменологический анализФеноменологический анализ

ЭВЦ

Зависимость Зависимость F(F(440,8) 0,8) от расстояния до точки взаимодействия от расстояния до точки взаимодействия

Расстояние от точки взаимодействия, г/смРасстояние от точки взаимодействия, г/см22

p-p-airair p-p-airair

F(F(44≥≥0.8) 0.8) зависит отзависит от • глубиныглубины в атмосфере в атмосфере • расстояниярасстояния до уровня до уровня

наблюдениянаблюдения• параметра параметра

декаскадирования Zдекаскадирования Zcc

0

0.1

0.2

0.3

0 2 4 6 8 10ZC, ТэВ∙см

F(

4z0

.8)

"Pamir"CPGMMC0

• F(F(44zz0.8)0.8) зависит от зависит от ZZCC

• «Памир» – максимум«Памир» – максимум припри ZZCC 4 ТэВ 4 ТэВ··смсм

• МКГЧМКГЧ объясняет эффектобъясняет эффект• МС0МС0 не объясняет эффектне объясняет эффект

МКГЧМКГЧ

Выстроенность – экспериментальные данные и расчетВыстроенность – экспериментальные данные и расчет

ЗависимостьЗависимость доли выстроенных семейств доли выстроенных семейств F(F(440,8) 0,8) от от ZZCC

ММC0C0

0

0.1

0.2

0.3

0.4

100 1000 10000E, TeV

F(

4 z0

.8)

Simulation:MC0 CPGM"Pamir" data:Nc>6,Ec>50 TeV

▲∆▲∆ Эксперимент:Эксперимент: F( F(44zz0.8)0.8) зависит от зависит от

□ □ МКГЧМКГЧ объясняет эффектобъясняет эффект

МС0МС0 не объясняет эффектне объясняет эффект

С-РЭКМКГЧМКГЧ


МС0МС0

ЗависимостьЗависимость доли выстроенных семейств доли выстроенных семейств F(F(440,8) 0,8) от от EE

• КГЧКГЧ меняетменяет поперечные поперечные характеристикихарактеристики выстроенныхвыстроенных --hh семействсемейств

«Памир»«Памир» (Borisov (Borisov et alet al 2001) 2001) **

== 1.8 1.833 00..3737

== 2.5 2.577 ±± 00..81810

1

2

100 1000 10000E,TeV

ER

"Pamir"

CPGM

MC0 CPGM (<PTcopl>=2.34 GeV/c)

CPGM (<PTCOPL>=2.34 GeV/c)

0

1

2

3

100 1000 10000E, TeV

R

"Pamir"

CPGM

MC0

ERER44 выстрвыстр >> ERER44 невыстрневыстр

RR44 выстрвыстр >> RR44 невыстрневыстр

** NNcc ≥ 6, E≥ 6, Ecc ≥ 50 ≥ 50 ТэВТэВМКГЧМКГЧ


Отношение значений Отношение значений ERER & & RR в в выстроенныхвыстроенных и и невыстроенныхневыстроенных

событияхсобытиях

МКГЧМКГЧ

МКГЧМКГЧ

МС0МС0

МС0МС0

Модель сильных взаимодействий Модель сильных взаимодействий

Феноменологические ограничения на модель сильных Феноменологические ограничения на модель сильных взаимодействий при взаимодействий при EE00 ≳≳ 10 101616 эВ эВ

Модель сильных взаимодействий при Модель сильных взаимодействий при EE00 ≃≃ 10 101616 эВ эВ (√s (√s ≳≳ 4 T 4 TэВэВ))

должна удовлетворять следующим требованиям должна удовлетворять следующим требованиям • должен проявляться каналдолжен проявляться канал компланарной генерации частиц компланарной генерации частиц

(КГЧ), характеризующийся процессами с большими (КГЧ), характеризующийся процессами с большими поперечными импульсами (поперечными импульсами (pptt ≳ ≳ 22 ГэВГэВ//с) наиболее энергичных с) наиболее энергичных

частиц в плоскости компланарностичастиц в плоскости компланарности

• сечение КГЧ-процесса сечение КГЧ-процесса complcompl должно быть сравнимым с должно быть сравнимым с

неупругим сечением неупругим сечением inelinel при энергиях при энергиях EE00 ≳≳ 10 101616 эВ эВ

• необходима специфическая корреляция между продольными и необходима специфическая корреляция между продольными и поперечными импульсами компланарно генерируемых частицпоперечными импульсами компланарно генерируемых частиц d d Лаб-системе: большеЛаб-системе: больше pptt – – меньшменьшee ppLL

• продольные характеристикипродольные характеристики вторичных частиц и вторичных частиц и KKinelinel не должны не должны

сильно отличаться от предсказаний МКГС. сильно отличаться от предсказаний МКГС.

p-p-airair

p-p-airair

• На основе МКГС взаимодействия адронов и приближения A На основе МКГС взаимодействия адронов и приближения A теории ЭМ каскадов создан код теории ЭМ каскадов создан код МС0МС0 для моделирования для моделирования адронных взаимодействий, который первым из подобных кодов адронных взаимодействий, который первым из подобных кодов включил генерацию полужестких и КХД струй, странных и включил генерацию полужестких и КХД струй, странных и чармированных частиц, мезонных и барионных резонансовчармированных частиц, мезонных и барионных резонансов

• На основе кода На основе кода МС0МС0 создан программный пакет создан программный пакет SIMULNECSIMULNEC для для моделирования ЯЭК в атмосфере и получения характеристик моделирования ЯЭК в атмосфере и получения характеристик его компонент (семейств его компонент (семейств -квантов, адронов, мюонов, -квантов, адронов, мюонов, одиночных частиц) в области энергий до одиночных частиц) в области энергий до ~~11001818 эВ.эВ.

• Создан программный пакет Создан программный пакет SPHINXSPHINX для моделирования ЯЭК в для моделирования ЯЭК в слоистом веществе (в приближении слоистом веществе (в приближении BB теории ЭМ каскадов с теории ЭМ каскадов с учетом эффекта ЛПМ) в диапазоне энергий от учетом эффекта ЛПМ) в диапазоне энергий от ~~110077 до до ~~11001515 эВ.эВ.

• Предложены методы повышения эффективности генерации ЯЭК в Предложены методы повышения эффективности генерации ЯЭК в атмосфере (для определенных задачатмосфере (для определенных задач в экспериментах с РЭК ).в экспериментах с РЭК ).

Основные результаты, представленные к защитеОсновные результаты, представленные к защите

Методические результатыМетодические результаты

• На основе КГС-подобной модели был рассчитан наиболее На основе КГС-подобной модели был рассчитан наиболее широкий круг характеристик космических лучей, измеряемых с широкий круг характеристик космических лучей, измеряемых с помощью РЭК Сотрудничества «Памир». помощью РЭК Сотрудничества «Памир».

• Сделан вывод о том, что характеристики сильного Сделан вывод о том, что характеристики сильного взаимодействия адронов с ядрами воздуха, ответственные за взаимодействия адронов с ядрами воздуха, ответственные за создание создание --hh семейств и других компонент космических лучей, семейств и других компонент космических лучей, соответствующих области соответствующих области EE00 ≲≲ 5· 5·10101515 эВ, в целом, хорошо эВ, в целом, хорошо

описываются в рамках моделей типа МКГС описываются в рамках моделей типа МКГС • На основе расчетов сделан вывод, что если На основе расчетов сделан вывод, что если KKinelinel – доля энергии, – доля энергии,

уносимая всеми частицами, кроме наиболее энергичного уносимая всеми частицами, кроме наиболее энергичного адрона (независимо от его типаадрона (независимо от его типа)), то при , то при EE00 ~~10101616 эВ эВ 00,,5 5 < < KKinelinel ≲≲

00,6,6, т.е. его значение , т.е. его значение • близко к оценкеблизко к оценке Г.Т.Зацепина, 1949; Г.Т.Зацепина, 1949; • противоречит глюонным моделям с уменьшающимся противоречит глюонным моделям с уменьшающимся KKinelinel

Физические результатыФизические результаты


• Впервые показано, что наблюдаемый эффект выстроенности Впервые показано, что наблюдаемый эффект выстроенности наиболее энергичных структур наиболее энергичных структур --hh семейств не объясняется семейств не объясняется

• флуктуациями развития ЯЭК флуктуациями развития ЯЭК • атмосферными ЭМ полямиатмосферными ЭМ полями• кинематикой обычных взаимодействий адроновкинематикой обычных взаимодействий адронов• в рамках стандартных сечений КХД-процессовв рамках стандартных сечений КХД-процессов• компланарными взаимодействиями адронов с компланарными взаимодействиями адронов с pptt ≲≲11 ГэВГэВ//сс

• Впервые проведен детальный анализ зависимости Впервые проведен детальный анализ зависимости наблюдаемой выстроенности от широкого круга параметров наблюдаемой выстроенности от широкого круга параметров взаимодействия и каскадного развитиявзаимодействия и каскадного развития

• Впервые показано, что каскадное развитие быстро разрушает Впервые показано, что каскадное развитие быстро разрушает выстроенностьвыстроенность


• Впервые показано, что для наблюдения экспериментальной Впервые показано, что для наблюдения экспериментальной

выстроенности необходима специфическая корреляция между выстроенности необходима специфическая корреляция между

продольными и поперечными импульсами компланарно продольными и поперечными импульсами компланарно

генерируемых частицгенерируемых частиц

• Впервые показано, что наблюдаемый эффект выстроенности в Впервые показано, что наблюдаемый эффект выстроенности в

экспериментальных событиях можетэкспериментальных событиях может быть объяснен только быть объяснен только

проявлением при проявлением при EE00 ≃≃ 10 101616 эВ эВ (√s (√s ≳≳ 4 T 4 TэВэВ)) каналаканала компланарной компланарной

генерации частиц (КГЧ) с генерации частиц (КГЧ) с pptt ≳ ≳ 22 ГэВГэВ//с с

• Впервые показано, что во взаимодействиях протонов сечение Впервые показано, что во взаимодействиях протонов сечение

процесса КГЧ процесса КГЧ complcompl должно быть сравнимым с полным должно быть сравнимым с полным

неупругим сечением неупругим сечением inelinel при энергиях E при энергиях E00 ≳≳ 10 101616 эВ. эВ.

p-p-airair

p-p-airair


1.1. Представляемая диссертация подводит итоги сравнительного Представляемая диссертация подводит итоги сравнительного

анализа экспериментальных и расчетных данных, проводившегося анализа экспериментальных и расчетных данных, проводившегося

автором в качествеавтором в качестве члена Сотрудничеством «Памир».члена Сотрудничеством «Памир».

2.2. Постановка задач, решаемых в диссертации, была сделана Постановка задач, решаемых в диссертации, была сделана

автором либо лично (разработка общедоступного программного автором либо лично (разработка общедоступного программного

обеспечения, новых методов повышения эффективности обеспечения, новых методов повышения эффективности

моделирования ЯЭК, анализ влияния различных факторов на моделирования ЯЭК, анализ влияния различных факторов на

выстроенность), либо в результате совместных обсуждений в выстроенность), либо в результате совместных обсуждений в

рамках Сотрудничества «Памир». рамках Сотрудничества «Памир».

3.3. Автор участвовал в получении экспериментального материала, в Автор участвовал в получении экспериментального материала, в

течение ряда лет являясь руководителем эмульсионной группы течение ряда лет являясь руководителем эмульсионной группы

ИЯИ РАН и участвуя в работе Памирской экспедиции. ИЯИ РАН и участвуя в работе Памирской экспедиции.

4.4. Результаты, представленные к защите, получены лично автором.Результаты, представленные к защите, получены лично автором.

Личный вкладЛичный вклад

Основные результаты диссертации докладывались на Основные результаты диссертации докладывались на

• Международных Конференциях по космическим лучам: Международных Конференциях по космическим лучам:

Москва, 1987; Дублин, 1991; Калгари, 1993; Рим, 1995; Дурбан, Москва, 1987; Дублин, 1991; Калгари, 1993; Рим, 1995; Дурбан,

1997; Гамбург, 2001; Пуне, 20051997; Гамбург, 2001; Пуне, 2005

• Международных симпозиумах по взаимодействиям космических Международных симпозиумах по взаимодействиям космических

лучей сверхвысоких энергий: лучей сверхвысоких энергий:

Находка, 1980; Лодзь, 1988; Токио, 1994; Лхаса, 1994; Гран-Сассо, Находка, 1980; Лодзь, 1988; Токио, 1994; Лхаса, 1994; Гран-Сассо,

1998; Кампинас, 2000; Пилос, 2004)1998; Кампинас, 2000; Пилос, 2004)

• Российских конференциях по космическим лучамРоссийских конференциях по космическим лучам

• научных семинарах ИЯИ РАН, ФИАН, ОИЯИ, НИИЯФ МГУ, МИФИнаучных семинарах ИЯИ РАН, ФИАН, ОИЯИ, НИИЯФ МГУ, МИФИ

Апробация работыАпробация работы

ПубликацииПубликации

Основное содержание диссертации опубликовано Основное содержание диссертации опубликовано

1)1) в 26 статьях;в 26 статьях;

2)2) включая 9 статей в реферируемых журналах.включая 9 статей в реферируемых журналах.

Спасибо за внимание !

1.1. В диссертации было бы полезно часть материала вынести в В диссертации было бы полезно часть материала вынести в приложения, например, п. 1.4 о переходах между системами отсчета, приложения, например, п. 1.4 о переходах между системами отсчета, п. 1.10 о компьютерной организации моделирования.п. 1.10 о компьютерной организации моделирования.

Ответы на замечания ведущей организации НИИЯФ МГУОтветы на замечания ведущей организации НИИЯФ МГУ

• Автор согласен с этим замечанием, поскольку действительно это Автор согласен с этим замечанием, поскольку действительно это могло бы улучшить восприятие материаламогло бы улучшить восприятие материала

2.2. Не приведено достаточно подробное сравнение характеристик Не приведено достаточно подробное сравнение характеристик взаимодействий в моделях автора с другими моделями, взаимодействий в моделях автора с другими моделями, используемыми мировым сообществом в данной области используемыми мировым сообществом в данной области исследований, в частности, с используемыми в пакете исследований, в частности, с используемыми в пакете CORSIKACORSIKA


• В ходе работы сравнения проводились, но в диссертации, В ходе работы сравнения проводились, но в диссертации, действительно, это не нашло должного отражения. действительно, это не нашло должного отражения.

• В целом, характеристики кодаВ целом, характеристики кода МС0МС0,, нана базе которого получены базе которого получены основные выводы диссертации, близки к параметрам основных основные выводы диссертации, близки к параметрам основных моделей пакетамоделей пакета CORSIKACORSIKA

• Ниже приведены два графика для сравнения результатов Ниже приведены два графика для сравнения результатов МС0МС0 с с расчетами, проведенными по различным моделям в рамках пакетарасчетами, проведенными по различным моделям в рамках пакета

CORSIKACORSIKA,, и экспериментальными данными по и экспериментальными данными по

•спектру мюонов и спектру мюонов и •спектру адронов, спектру адронов,

отражающими наиболее характерные отражающими наиболее характерные начальнуюначальную и и завершающуюзавершающую

стадии развития каскадовстадии развития каскадов


Спектр мюонов на уровне моря Спектр мюонов на уровне моря (Gaisser & Honda PCR fit)(Gaisser & Honda PCR fit)

Muon spectrum at sea level by Gaiser & Honda PCR fit

1

10

100 1000 10000 100000E, GeV

E3.

5 dI/

dE

, Ge

V2.

5 (cm

2 s sr

)-1

L3+CUndergroundMC0QGSJET 01SIBYLL 2.1NEXUS 3.97QGSJET II

• близко к экспериментальным данным близко к экспериментальным данным L3+CL3+C• рядом с рядом с NEXUS 3.97NEXUS 3.97 и и SIBYLL 2.1 SIBYLL 2.1

Предсказания Предсказания

МС0МС0


Hadron spectrum at EAS-TOP by Gaisser & Honda PCR fit

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100 1000 10000 100000Eh, GeV

Eh2.

8 dI/

dE

h, G

eV

1.8 (m

2 s sr

)-1

EAS TOP

MC0

QGSJET 01

SIBYLL 2.1

NEXUS 3.97

QGSJET II

Спектр адронов на уровне 820 г/смСпектр адронов на уровне 820 г/см22 (Gaisser & Honda PCR fit)(Gaisser & Honda PCR fit)

ПредсказанияПредсказания МС0МС0

• близко к экспериментублизко к эксперименту EAS-TOP EAS-TOP; ; • между между QGSJET 01 QGSJET 01 и и NEXUSNEXUS 3.97, но немного круче 3.97, но немного круче


• Т.о. эффективные характеристики кодаТ.о. эффективные характеристики кода МС0МС0,, нана базе которого базе которого получены основные выводы диссертации, находятся в области получены основные выводы диссертации, находятся в области вариаций параметров основных моделей, используемых в пакетевариаций параметров основных моделей, используемых в пакете CORSIKACORSIKA

3.3. Требует дополнительного комментария вопрос о возможной Требует дополнительного комментария вопрос о возможной зависимости оценки фоновой доли выстроенных событий от зависимости оценки фоновой доли выстроенных событий от используемой в используемой в расчетахрасчетах модели взаимодействия. От этого зависит модели взаимодействия. От этого зависит вероятность наблюдения выстроенных событий в результатевероятность наблюдения выстроенных событий в результате


• фоновая доляфоновая доля выстроенных гамма-семействвыстроенных гамма-семейств FF ((440,8) 0,8) (а также (а также

выстроенныхвыстроенных событий в ШАЛ и взаимодействиях)событий в ШАЛ и взаимодействиях):: данная диссертацияданная диссертация МС0МС0: : 0,0590,0590,0030,003Дунаевский (ФИАН), Дунаевский (ФИАН), MQMQ:: 0,080,080,020,02Галкин и др.Галкин и др. ( (НИИЯФНИИЯФ)),, QGSJETQGSJET 9898: : 0,060,06T. Antoni T. Antoni et alet al.. ( (KASCADE, KASCADE, адроны ШАЛ,адроны ШАЛ, CORSIKACORSIKA): ): 0,060,06 Лохтин и др. (НИИЯФ), Лохтин и др. (НИИЯФ), PYTHIA PYTHIA (реалистичные условия наблюдения)(реалистичные условия наблюдения):: 0,060,06

• JJ.-.-NN..Capdevielle Capdevielle et alet al. (. (--семейства)семейства), , HDPMHDPM :: 0,080,08НоНо!! При анализе не было перехода в плоскость, перпендикулярную При анализе не было перехода в плоскость, перпендикулярную к оси каскада. Для наклонных событий автоматически появляется к оси каскада. Для наклонных событий автоматически появляется дополнительная вытянутостьдополнительная вытянутость

• ускорительные данныеускорительные данные (Яндарбиев, дисс. НИИЯФ) (Яндарбиев, дисс. НИИЯФ) :: 0,060,06

Величина фона – Величина фона – устойчивое значение!устойчивое значение!

4.4. При анализе выстроенности в суперсемействе При анализе выстроенности в суперсемействе JFJF22afaf22, наблюдаемом в , наблюдаемом в стратосфере, приведен только коэффициент регрессии стратосфере, приведен только коэффициент регрессии 3838 для 38 для 38

наиболее энергичных частиц, а критерий наиболее энергичных частиц, а критерий 3838 для определения для определения

выстроенности лишь оценен, что оставляет не совсем ясное выстроенности лишь оценен, что оставляет не совсем ясное впечатление о ситуации с этим событием впечатление о ситуации с этим событием


• К сожалению, не удалось получить первичные данные от проф. К сожалению, не удалось получить первичные данные от проф. JJ.-.-NN..CapdevielleCapdevielle,, несмотря на неоднократные обращения и его несмотря на неоднократные обращения и его обещания это сделать. Поэтому пришлось ограничиться весьма обещания это сделать. Поэтому пришлось ограничиться весьма достоверной оценкой с большим запасом на основе расчетов проф.достоверной оценкой с большим запасом на основе расчетов проф. JJ.-.-NN..CapdevielleCapdevielle, показавших сильную корреляцию между , показавших сильную корреляцию между параметрами параметрами и и

5.5. Следовало бы уделить больше внимания обзору работ по Следовало бы уделить больше внимания обзору работ по выстроенности других авторов, в частности, группы НИИЯФ МГУ, где выстроенности других авторов, в частности, группы НИИЯФ МГУ, где рассматривались проблемы связи выстроенности и больших рассматривались проблемы связи выстроенности и больших импульсов, проблемы случайного фона и т.д. импульсов, проблемы случайного фона и т.д.


Автор приносит свои извинения за недостаточно полное освещение Автор приносит свои извинения за недостаточно полное освещение вклада коллектива НИИЯФ МГУ в исследование проблемы вклада коллектива НИИЯФ МГУ в исследование проблемы выстроенности гамма-адронных семейств и получение важнейших выстроенности гамма-адронных семейств и получение важнейших результатов, среди которых особо выделяются следующие:результатов, среди которых особо выделяются следующие:

• формулировка концепции энергетически выделенных центровформулировка концепции энергетически выделенных центров(ЭВЦ)(ЭВЦ)

• обнаружение очень высокой доли выстроенных гамма-семейств с обнаружение очень высокой доли выстроенных гамма-семейств с EE > 700 > 700 ТэВ в свинцовых камерахТэВ в свинцовых камерах:: F F ((44>0,8) = 0,>0,8) = 0,4343

• зависимость степени выстроенности зависимость степени выстроенности --hh семейств от числа семейств от числа адронов, входящих в их составадронов, входящих в их состав

• обнаружение очень высокой степени выстроенностиобнаружение очень высокой степени выстроенности уникального уникального события «Страна»события «Страна»

1.1. Для расчетов используется спектр частиц ПКИ, предложенный С.И. Для расчетов используется спектр частиц ПКИ, предложенный С.И. Никольским … имеются и другие точки зрения как на состав, так и на Никольским … имеются и другие точки зрения как на состав, так и на наклоны спектров различных ядер в области энергий порядка и выше наклоны спектров различных ядер в области энергий порядка и выше 10101616 эВ. Это обстоятельство следует учитывать эВ. Это обстоятельство следует учитывать

Ответы на замечания д.ф.-м.н. Л.Г.ДеденкоОтветы на замечания д.ф.-м.н. Л.Г.Деденко

• Несомненно, следует учитывать другие варианты спектра ПКИНесомненно, следует учитывать другие варианты спектра ПКИ• --h h семейства чувствительны, в первую очередь, к некоторой семейства чувствительны, в первую очередь, к некоторой

эффективной интенсивности протонов в достаточно широкой эффективной интенсивности протонов в достаточно широкой области ПКИ (области ПКИ (~10~101515 – 10 – 101616 эВ). В этом отношении т.н. спектр эВ). В этом отношении т.н. спектр ПКИПКИ Никольского мало отличается от других аппроксимаций.Никольского мало отличается от других аппроксимаций.

• автором использовался также т.н. савтором использовался также т.н. спектр ПКИ Ерлыкина, который пектр ПКИ Ерлыкина, который практически совпадает с одной из совр. аппроксимаций Gaisserпрактически совпадает с одной из совр. аппроксимаций Gaisser && Honda (д Honda (даетает одинаковые результаты в потоках одинаковые результаты в потоках и и hh))

• Спектр ПКИСпектр ПКИ KASCADEKASCADE с очень быстрым вымиранием компонент с очень быстрым вымиранием компонент при при EE00>Z >Z 3 310101515 эВ сильно противоречит данным РЭК и не эВ сильно противоречит данным РЭК и не

заслуживают серьезного внимания (Свешникова Л.Г, … заслуживают серьезного внимания (Свешникова Л.Г, … Мухамедшин Р. и др. Изв. РАН, сер. физ., 2005, т.59, № 3, с.384)Мухамедшин Р. и др. Изв. РАН, сер. физ., 2005, т.59, № 3, с.384)

• Выводы диссертации слабо зависят от вида спектра ПКИВыводы диссертации слабо зависят от вида спектра ПКИ

2.2. Для учета кулоновского рассеяния электронов и позитронов в Для учета кулоновского рассеяния электронов и позитронов в атмосфере используется распределение Ферми, но опускаются атмосфере используется распределение Ферми, но опускаются корреляции между углом отклонения и соответствующей координатой. корреляции между углом отклонения и соответствующей координатой. Представляется, что использование распределений, учитывающих эту Представляется, что использование распределений, учитывающих эту корреляцию, существенно и может повысить надежность проводимого корреляцию, существенно и может повысить надежность проводимого анализа.анализа.


• Учет корреляций действительно может повысить надежность Учет корреляций действительно может повысить надежность проводимого анализапроводимого анализа

• С другой стороны, поскольку уголС другой стороны, поскольку угол рассеяниярассеяния , а энергии , а энергии частиц очень высоки (частиц очень высоки (> n> nТэВ), то эффект многократного ТэВ), то эффект многократного рассеяния рассеяния ((в данном случае!в данном случае!)) не слишком силен сам по себене слишком силен сам по себе ((поперечные характеристики поперечные характеристики --hh семейств определяются, в семейств определяются, в первую очередь, ядерными первую очередь, ядерными pp tt~~ 0 0,,4 ГэВ/с4 ГэВ/с)), а упоминаемая , а упоминаемая

корреляция представляет еще более слабый эффекткорреляция представляет еще более слабый эффект

3.3. Моделирование процедуры измерения почернений в программе Моделирование процедуры измерения почернений в программе SPHINXSPHINX описано не вполне ясно. В частности, кривая зависимости описано не вполне ясно. В частности, кривая зависимости почернения от размера ячейки приведена без учета возможных почернения от размера ячейки приведена без учета возможных ошибок …Неясны последствия этой неопределенности для ошибок …Неясны последствия этой неопределенности для проводимого в дальнейшем анализа экспериментальных данных.проводимого в дальнейшем анализа экспериментальных данных.


• В настоящее время в рамках работы по объединению программ В настоящее время в рамках работы по объединению программ SPHINXSPHINX и и ECSim ECSim (НИИЯФ) проводится детальный анализ этой (НИИЯФ) проводится детальный анализ этой проблемы, что позволит решить поставленную в диссертации проблемы, что позволит решить поставленную в диссертации проблему. проблему.

4.4. Методы повышения эффективности моделирования электронно-Методы повышения эффективности моделирования электронно-ядерных каскадов … важны для проведения намеченных ядерных каскадов … важны для проведения намеченных исследований … Предлагается отбрасывать частицы с малыми исследований … Предлагается отбрасывать частицы с малыми энергиями, если они находятся на больших расстояниях от уровня энергиями, если они находятся на больших расстояниях от уровня наблюдения…(это) позволяет сократить время вычислений, но наблюдения…(это) позволяет сократить время вычислений, но необходимо провести анализ, стоит ли на этом экономить. .необходимо провести анализ, стоит ли на этом экономить. .


• Действительно, вДействительно, в настоящее время необходимость экономии настоящее время необходимость экономии счетного времени за счет подобных процедур в экспериментах, счетного времени за счет подобных процедур в экспериментах, рассматриваемых в диссертации, не стоит так остро, как лет рассматриваемых в диссертации, не стоит так остро, как лет десять назад. С другой стороны, расчеты каскадов от десять назад. С другой стороны, расчеты каскадов от космических лучей сверхвысоких энергий иногда проводятся на космических лучей сверхвысоких энергий иногда проводятся на грани возможности компьютеров; возможно, в этом случае грани возможности компьютеров; возможно, в этом случае некоторые из рассматриваемых в диссертации идей могут найти некоторые из рассматриваемых в диссертации идей могут найти применениеприменение

1.1. Рассматриваемые в первых двух главах программы Рассматриваемые в первых двух главах программы МС0МС0 и и SPHINXSPHINX фактически являются специализированными аналогами широко фактически являются специализированными аналогами широко используемых программ используемых программ CORSIKACORSIKA и и GEANTGEANT, поэтому сопоставление , поэтому сопоставление результатов расчетов по этим парам программ, хотя бы для результатов расчетов по этим парам программ, хотя бы для отдельных случаев (точек), явилось бы хорошей дополнительной отдельных случаев (точек), явилось бы хорошей дополнительной проверкой корректности разработанных моделей и программ.проверкой корректности разработанных моделей и программ.

2.2. В диссертации В диссертации … … затронута проблема измерения почернений, по затронута проблема измерения почернений, по которым которым …… определяются энерговыделения в определяются энерговыделения в …… слое РЭК. слое РЭК. …… Влияние точности измерения на результаты как эксперимента, так и Влияние точности измерения на результаты как эксперимента, так и моделирования необходимо было рассмотреть,моделирования необходимо было рассмотреть, так как так как … … "измеренное" полное потемнение может почти в три раза изменяться "измеренное" полное потемнение может почти в три раза изменяться в зависимости от размера ячейки в зависимости от размера ячейки llcellcell для пятен потемнения для пятен потемнения……

Ответы на замечания д.ф.-м.н. А.А.ПетрухинаОтветы на замечания д.ф.-м.н. А.А.Петрухина


• Несомненно, сопоставление результатов расчетов, получаемых по Несомненно, сопоставление результатов расчетов, получаемых по различным программам является хорошей дополнительной различным программам является хорошей дополнительной проверкой корректности разработанных моделей и программпроверкой корректности разработанных моделей и программ

• Характеристики кодаХарактеристики кода МС0 МС0 находятся в области вариаций находятся в области вариаций параметров основных моделей, используемых в пакетепараметров основных моделей, используемых в пакете CORSIKACORSIKA

• В настоящее время проводится работа по объединению программ В настоящее время проводится работа по объединению программ SPHINXSPHINX и и ECSim ECSim (основанной на (основанной на GEANTGEANT). После завершения ). После завершения работы все полученные в диссертации результаты будут проверены работы все полученные в диссертации результаты будут проверены с помощью новой программы, в частности, будет изучено влияние с помощью новой программы, в частности, будет изучено влияние точности измерений на различные результаты как эксперимента, точности измерений на различные результаты как эксперимента, так и моделированиятак и моделирования

3.3. Автор не использовал прекрасную возможность проверки своей Автор не использовал прекрасную возможность проверки своей модели по мюонной компоненте космических лучей, хотя на стр.111 он модели по мюонной компоненте космических лучей, хотя на стр.111 он прямо пишет: "Любая модель … должна, в первую очередь, описывать прямо пишет: "Любая модель … должна, в первую очередь, описывать спектры одиночных частиц, то есть электромагнитную, адронную и спектры одиночных частиц, то есть электромагнитную, адронную и мюонную (!) компоненты"мюонную (!) компоненты"


• Сравнение с расчетными (по пакету Сравнение с расчетными (по пакету CORSIKACORSIKA)) спектрами мюонов спектрами мюонов приводилось в ответе на замечания ведущей организацииприводилось в ответе на замечания ведущей организации

• Совместно с А.Цябуком и Ю.Стенькиным (ИЯИ РАН) в ряде работ Совместно с А.Цябуком и Ю.Стенькиным (ИЯИ РАН) в ряде работ было показано, что влияние КГЧ на характеристики групп мюонов, было показано, что влияние КГЧ на характеристики групп мюонов, регистрируемых на БПСТ, пренебрежимо мало по причинерегистрируемых на БПСТ, пренебрежимо мало по причине

• малой вероятности распада компланарно-генерированных пионов малой вероятности распада компланарно-генерированных пионов высоких энергийвысоких энергий

• высокой фоновой выстроенности групп мюонов от МП Земли)высокой фоновой выстроенности групп мюонов от МП Земли)

Ответы на замечания д.ф.-м.н. И.И.РойзенаОтветы на замечания д.ф.-м.н. И.И.Ройзена

• КХД не объясняет данныеКХД не объясняет данные UA2UA2• Определенные модельные Определенные модельные

ухищрения могут сблизить ухищрения могут сблизить теорию и эксперименттеорию и эксперимент

• косвенное указание на косвенное указание на дополнительный процесс с дополнительный процесс с большими большими pptt ? ?

0.001

0.01

0.1

1

10

100

1000

0 10 20 30 40 50 60Etr,GeV

d /

dE

tr k

in,

b/G

eV

UA2 data

MC0 NSD

LO+NLO

LO

-1 < < 11/6 < < 11/6 p

pp

1.1. Результаты моделирования не сравниваются с экспериментальными Результаты моделирования не сравниваются с экспериментальными данными при 10 данными при 10 < < pptt < 6< 60 ГэВ/с0 ГэВ/с, , тогда как именно в этой области тогда как именно в этой области

используемая модель мини-струй, скорее всего, является неадекватнойиспользуемая модель мини-струй, скорее всего, является неадекватной

ЛеонидовУФН

ПредсказанияПредсказания MC0MC0• ниже ниже UA2UA2 при при EEtrtr >10 ГэВ >10 ГэВ

• ближе к ближе к UA2UA2, чем КХД, чем КХД при при EEtrtr<30 <30

ГэВ (из-за министруй)ГэВ (из-за министруй)• стремятся к КХДстремятся к КХД при при EEtrtr 30 30 ГэВ ГэВ

((выход навыход на КХД режимКХД режим))• выше КХДвыше КХД при всехпри всех E Etrtr

2.2. Пренебрегается кронин-эффектом при описании взаимодействия ядерПренебрегается кронин-эффектом при описании взаимодействия ядер


• Кронин-эффект (увеличение выхода вторичных частиц на ядрах Кронин-эффект (увеличение выхода вторичных частиц на ядрах при при pptt ≳≳ 2 ГэВ/с) эффективно проявляется 2 ГэВ/с) эффективно проявляется

• в центральных столкновениях ядерв центральных столкновениях ядер• в центральной кинематической области (в центральной кинематической области ( ~~ 0) 0)• ccоставляет оставляет ≲≲ 10% 10%

• --h h семейства чувствительны, в первую очередь, к эффективной семейства чувствительны, в первую очередь, к эффективной интенсивности протоновинтенсивности протонов

• Неучет кронин-эффекта не должен сказаться на основных выводах Неучет кронин-эффекта не должен сказаться на основных выводах диссертациидиссертации

2.2. Отсутствие в необходимом контексте необходимых ссылок на Отсутствие в необходимом контексте необходимых ссылок на теоретические работы И.В.Андреева по «кентаврам» и ядро-ядерному теоретические работы И.В.Андреева по «кентаврам» и ядро-ядерному взаимодействиювзаимодействию

• Автор приносит извинения глубокоуважаемому Игорю Васильевичу Автор приносит извинения глубокоуважаемому Игорю Васильевичу Андрееву, на монографию которого имеется ссылка в разделе Андрееву, на монографию которого имеется ссылка в разделе диссертации, посвященном моделированию КХД струй диссертации, посвященном моделированию КХД струй

• И.В.Андреев И.В.Андреев первымпервым предложил теоретическое объяснение предложил теоретическое объяснение наблюдению в РЭК т.н. «кентавров» (ливней, состоящих, в наблюдению в РЭК т.н. «кентавров» (ливней, состоящих, в основном, из адронов) – взаимодействием, в котором из-за основном, из адронов) – взаимодействием, в котором из-за нарушения изотопической инвариантности генерация нарушения изотопической инвариантности генерация 00 подавляется в пользу генерации подавляется в пользу генерации ±±


1.1. Общедоступное программное обеспечение для моделирования Общедоступное программное обеспечение для моделирования ЯЭК в атмосфере на основе МКГСЯЭК в атмосфере на основе МКГС взаимодействия адронов и взаимодействия адронов и ускорительных данных, первым из подобных кодов включившее ускорительных данных, первым из подобных кодов включившее генерацию КХД струй, странных и чармированных частиц, генерацию КХД струй, странных и чармированных частиц, барионных и мезонных резонансов.барионных и мезонных резонансов.

2.2. Общедоступное программное обеспечение для компьютерного Общедоступное программное обеспечение для компьютерного моделирования ЯЭК в слоистом веществе и процедур обработки моделирования ЯЭК в слоистом веществе и процедур обработки данных, получаемых в РЭК, в области энергий до данных, получаемых в РЭК, в области энергий до ~~ 10 101515 эВ.эВ.

3.3. Методы повышения эффективности моделирования генерации Методы повышения эффективности моделирования генерации ЯЭК в атмосфере применительно к определённым задачам.ЯЭК в атмосфере применительно к определённым задачам.

4.4. Результаты расчетов широкого круга характеристик космического Результаты расчетов широкого круга характеристик космического излучения, измеряемых в экспериментах Сотрудничества излучения, измеряемых в экспериментах Сотрудничества «Памир».«Памир».

5.5. Вывод, что характеристики сильного взаимодействия адронов с Вывод, что характеристики сильного взаимодействия адронов с ядрами воздуха в области энергий ядрами воздуха в области энергий EE00 ≲ ≲ 5 5 10101515 эВ в целом хорошо эВ в целом хорошо

описываются в рамках модели кварк-глюонных струн.описываются в рамках модели кварк-глюонных струн.


6.6. Вывод, что если определить коэффициент неупругости Вывод, что если определить коэффициент неупругости KKinelinel как как

доли энергии, уносимой всеми частицами, кроме самого доли энергии, уносимой всеми частицами, кроме самого энергичного адрона, то при энергичного адрона, то при EE00 ~~10101616 эВ 0,5 < эВ 0,5 < KKinel inel ≲≲ 0,6. 0,6.

7.7. Результаты сравнительного анализа наиболее широкого набора Результаты сравнительного анализа наиболее широкого набора экспериментальных данных и результатов моделирования экспериментальных данных и результатов моделирования явления выстроенности наиболее энергичных структур ЯЭК.явления выстроенности наиболее энергичных структур ЯЭК.

8.8. Вывод, что эффект выстроенности не объясняется Вывод, что эффект выстроенности не объясняется а) флуктуациями; б) магнитным полем Земли и электрическими а) флуктуациями; б) магнитным полем Земли и электрическими полями; в) в рамках КХД; г) генерациейполями; в) в рамках КХД; г) генерацией частиц с поперечным частиц с поперечным импульсом импульсом p ptt < 1 ГэВ/с в плоскости компланарности. < 1 ГэВ/с в плоскости компланарности.

9.9. Вывод, что развитие ЯЭК быстро разрушает его компланарность.Вывод, что развитие ЯЭК быстро разрушает его компланарность.

10.10.Вывод, что при Вывод, что при EE00 ≳≳10101616 эВ проявляется новый канал, эВ проявляется новый канал,

реализующийся в видереализующийся в виде компланарной генерации частиц (КГЧ).компланарной генерации частиц (КГЧ).

11.11.Вывод, что сечение КГЧ, обусловленной взаимодействиями Вывод, что сечение КГЧ, обусловленной взаимодействиями протонов, при протонов, при EE00 ≳≳ 10101616 эВэВ КГЧ сравнимо с полным неупругим КГЧ сравнимо с полным неупругим

сечением.сечением.


1.1. Произведено детальное, более широкое, чем было сделано доПроизведено детальное, более широкое, чем было сделано до настоящего времени,настоящего времени, сравнение различных характеристик ЯЭК в сравнение различных характеристик ЯЭК в рамках единой модели, с учетом процессоврамках единой модели, с учетом процессов регистрации.регистрации.

2.2. Показано, что модель кварк-глюонных струн хорошо описывает Показано, что модель кварк-глюонных струн хорошо описывает сравнительно широкий кругсравнительно широкий круг данных РЭК, но данных РЭК, но KKinelinel растет медленнее, растет медленнее,

чем получено вчем получено в предыдущих работах по данным РЭК.предыдущих работах по данным РЭК.

3.3. Рассмотрено влияние ряда факторов на азимутальные Рассмотрено влияние ряда факторов на азимутальные характеристики характеристики --hh семейств и показана недостоверность выводов семейств и показана недостоверность выводов ряда работ о причинах появления азимутальныхряда работ о причинах появления азимутальных эффектов.эффектов.

4.4. Исследованы некоторые теоретические модели применительно к Исследованы некоторые теоретические модели применительно к появлению процессапоявлению процесса компланарной генерации частиц при компланарной генерации частиц при сверхвысоких энергиях; показано, что данные РЭКсверхвысоких энергиях; показано, что данные РЭК чувствительны чувствительны к анализируемым новым процессам и произведено их сравнение ск анализируемым новым процессам и произведено их сравнение с предсказаниями теорийпредсказаниями теорий..

Научная новизнаНаучная новизна

6.6. Показано, что развитие ЯЭК быстро разрушает компланарность.Показано, что развитие ЯЭК быстро разрушает компланарность.

7.7. Предложена феноменологическая картина характеристикПредложена феноменологическая картина характеристик фрагментационной областифрагментационной области адрон-ядерных взаимодействий при адрон-ядерных взаимодействий при сверхвысоких энергияхсверхвысоких энергиях ( (EE00 ≳≳ 10 101515 эВ эВ)),, описывающая наиболее описывающая наиболее

широкий круг экспериментальных данных по сравнению с другимиширокий круг экспериментальных данных по сравнению с другими существующими в данной области исследований моделями.существующими в данной области исследований моделями.

8.8. Сделан вывод, что эффект выстроенности может быть объяснен Сделан вывод, что эффект выстроенности может быть объяснен только, еслитолько, если при при EE00 ≳≳ 10 101515 эВ проявляется новый канал, эВ проявляется новый канал,

реализующийся в виде компланарнойреализующийся в виде компланарной генерации частиц (КГЧ).генерации частиц (КГЧ).

9.9. Впервые показано, что сечение КГЧ, обусловленной Впервые показано, что сечение КГЧ, обусловленной взаимодействиями протонов, привзаимодействиями протонов, при EE00 ≳≳ 10101616 эВ сечение КГЧ эВ сечение КГЧ

сравнимо с полным неупругим сечением.сравнимо с полным неупругим сечением.

Научная новизнаНаучная новизна

1.1. Разработано общедоступное программное обеспечение для Разработано общедоступное программное обеспечение для

моделирования ЯЭК в атмосфере, наиболее полно среди моделирования ЯЭК в атмосфере, наиболее полно среди

аналогичных программ аккумулирующее предсказания модели аналогичных программ аккумулирующее предсказания модели

кварк-глюонных струн, КХД и ускорительные данные, которое кварк-глюонных струн, КХД и ускорительные данные, которое

может быть применено для астрофизических и ядернофизических может быть применено для астрофизических и ядернофизических

исследований.исследований.

2.2. Разработано общедоступное программное обеспечение для Разработано общедоступное программное обеспечение для

моделирования ЯЭК в слоистом веществе и процедур обработки моделирования ЯЭК в слоистом веществе и процедур обработки

данных, получаемых в РЭК, при энергиях до данных, получаемых в РЭК, при энергиях до ~ ~ 10101515 эВ, которое эВ, которое

может быть применено в ряде экспериментов в космических лучахможет быть применено в ряде экспериментов в космических лучах

3.3. Предложены новые методы повышения эффективности Предложены новые методы повышения эффективности

моделирования электронно-фотонныхмоделирования электронно-фотонных каскадов, которые могут каскадов, которые могут

быть применены в различных исследованиях в космических лучах.быть применены в различных исследованиях в космических лучах.

Практическая ценностьПрактическая ценность

1.1. Разработанные автором генераторы адрон-ядерных Разработанные автором генераторы адрон-ядерных

взаимодействий MSF и MC0 в течение многихвзаимодействий MSF и MC0 в течение многих лет использовались, лет использовались,

в первую очередь, Сотрудничеством «Памир», а также в ОИВМ в первую очередь, Сотрудничеством «Памир», а также в ОИВМ

НИИЯФНИИЯФ МГУ, ФТИ АН Уз, в Университетах Васеда и Кинки МГУ, ФТИ АН Уз, в Университетах Васеда и Кинки

(Япония), Лодзинском университете (Польша). (Япония), Лодзинском университете (Польша).

2.2. Материалы, содержащиеся в диссертации, могут быть Материалы, содержащиеся в диссертации, могут быть

использованы в ИЯИ РАН, ФИАН, НИИЯФ МГУ, МИФИ, ИФ АН Гр, использованы в ИЯИ РАН, ФИАН, НИИЯФ МГУ, МИФИ, ИФ АН Гр,

ФТИ АН Уз, Лодзинском Университете (Польша).ФТИ АН Уз, Лодзинском Университете (Польша).

Практическая ценностьПрактическая ценность

Documents

Р.А.Мухамедшин Институт ядерных исследований РАН Москва 2006