Исследование потоков частиц космических лучей высоких энергий, регистрируемых калориметром тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.16, доктор наук Карелин Александр Владимирович

• Карелин Александр Владимирович
• доктор наук
• 2021

Оглавление диссертации доктор наук Карелин Александр Владимирович

3.1 Введение

3.2 Первичный отбор событий

3.3 Отбор событий по параметру «RMS поперечный»

3.4 Отбор событий по параметру «RMS продольный»

3.5 Отбор событий по доли энерговыделения вдоль оси ливня

3.6 Эффективность отбора электронов и примесь протонов

3.7 Отбор по количеству зарегистрированных нейтронов

3.8 Восстановление энергии

3.9 Построение энергетического спектра

3.10 Результаты измерения энергетического спектра электронов и позитронов

3.11 Систематические погрешности измерения энергетического спектра электронов и позитронов

4. Измерение энергетического спектров протонов и ядер гелия

в диапазоне энергий 0.8-9 ТэВ/нуклон

4.1 Введение

4.2 Отбор событий при помощи калориметра

4.3 Отбор событий по ионизационным потерям в сцинтилляторах

4.4 Эффективности отборов

4.5 Восстановление энергии

4.6 Построение энергетических спектров

4.7 Результаты измерения энергетических спектров протонов и ядер гелия

4.8 Систематические погрешности измерения энергетического спектра протонов и ядер гелия

5. Методика восстановления оси ливня в калориметре

5.1 Первичный отбор событий

5.2 Итерационная методика восстановления оси ливня

5.3 Точность процедуры определения траектории первичной частицы

5.4 Наблюдение тени Луны в космических лучах

6. Характеристики измерений потоков заряженных частиц, проходящих под большими углами в калориметре ПАМЕ-

ЛА

6.1 Введение

6.2 Случай, когда частица пересекает наибольшее число плоскостей при заданных углах влета

6.3 Случай, когда частица пересекает различное число слоев при заданном угле влета

6.4 Случай, когда частица испытывает взаимодействие в магните

6.5 Исследование влияния вещества спутника на угловые распределения

6.6 Выводы

7. Измерение отклонения магнитным полем Земли электронов космических лучей в интервале энергий 75-250 ГэВ

7.1 Введение

7.2 Отбор событий

7.3 Восточно-западная асимметрия в зависимости от полного энерговыделения в калориметре

7.4 Восточно-западная асимметрия для электронов в зависимости от их энергии

7.5 Выводы

8. Исследование северо-южной асимметрии потоков частиц

галактического космического излучения

8.1 Введение

8.2 Отбор событий

8.3 Северо-южная асимметрия, полученная при сравнении темпов счета

8.4 Северо-южная асимметрия, полученная методом моделирования «изотропной» карты

8.5 Возможная связь полученной северо-южной асимметрии с электронами

8.6 Регистрация изменения отношения темпов счета «север-юг» частиц космических лучей высоких энергий во время перемены полярности магнитного поля Солнца

9. Исследование анизотропии космических лучей

9.1 Введение

9.2 Обзор экспериментов по регистрации крупномасштабной анизотропии космических лучей

9.3 Отбор событий

9.4 Методика построения изотропной карты

9.5 Тест на чувствительность к анизотропии

9.6 Поиск анизотропии с помощью пакета программ НЕАЬР1х

9.7 Проверка корректности используемого метода создания изотропной карты для поиска дипольной анизотропии

9.8 Измерение характеристик дипольной анизотропии

9.9 Проверка надежности полученных результатов

9.10 Поиск угловой анизотропии потоков галактических электронов и позитронов с помощью калориметра

Заключение

Литература

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование потоков частиц космических лучей высоких энергий, регистрируемых калориметром»

Актуальность работы

Эффекты, связанные с космическими лучами, наблюдались людьми в течение тысячелетий, задолго до открытия самих космических лучей в 1912 г [1]. Например, полярное сияние - севчение в атмосфере, вызванное космическим излучением. Это явление интерпретировалось в некоторых культурах как битва богов. Даже такое повседневное погодное явление как молния, согласно некоторым теориям, связано с космическими лучами [2].

После открытия космических лучей Виктором Гессом в 1912 году возникло множество вопросов касающихся происхождения частиц космического излучения, их распространения в космическом пространстве и механизмов ускорения. Эти и другие вопросы двигали исследователями, приводя их порой к таким фундаментальным открытиям, как открытие Андерсеном позитрона в космических лучах [3].

Сегодня космические лучи - важный раздел астрофизики. Как правило, потоки первичных космических лучей претерпевают существенные изменения благодаря различным процессам, которым они подвергаются на пути к Земле в межзвездном пространстве и гелиосфере. Измерение фундаментальных энергетических и угловых характеристик, а также сравнение экспериментальных данных с теоретическими моделями может многое сказать о том, что происходит в Галактике и нашей солнечной системе.

На сегодняшний день прямые измерения на аэростатах в атмосфере и на искусственных спутниках в космосе состава и энергетического спектра космических лучей достигли до энергий частиц 1014 эВ (за исключением экспериментах на спутниках ПРОТОН, в которых измеряемый энергетический диапазон достиг величины 1015 эВ [4,5]). Частицы с более высокой

энергией детектрируются косвенным образом, через измерения широких атмосферных ливней, которые они вызывают, приборами, размещенными на поверхности Земли.

Несмотря на долгий (уже более 105 лет) период исследований, до сих пор остаются не решенными многие вопросы о природе и распространении космических лучей, особенно для частиц космических лучей высоких энергий.

Актуальность темы определяется тем, что однозначного результата по многим вопросам, связанным с энергетическими спектрами протонов, ядер гелия и электронов космических лучей, а также угловыми характеристиками их потоков до сих пор не получено.

Протоны и ядра гелия являются наиболее существенной в количественном отношении частью космических лучей, обеспечивая эксперименты большей статистикой по сравнению с другими компонентами.

Однако существовавшие к моменту публикации результатов диссертации экспериментальные данные по соотношению показателей спектров протонов и ядер гелия космических лучей являются противоречивыми, особенно в свете недавно опубликованных позднее результатов магнитного спектрометра АМС-02 [6,7].

Тоже самое относится и к энергетическому спектру электронов космических лучей при высоких энергиях. В то время как в некоторых экспериментах наблюдалось падение энергетического спектра электронов начиная с энергий в несколько сотен ГэВ [8,9], в других экспериментах такое падение не фиксировалось [11,12].

Измерение угловых характеристик потоков частиц космического излучения позволяет уточнять и создавать новые модели магнитных полей Солнца и Земли и изучать влияние этих полей на галактические космические лучи. Так, существование асимметрии в направлении север-юг в потоках частиц с энергией около 10 ГэВ и выше к моменту написания настоящей работы до конца не было выявлено. Однако, крайне важным было не только выявить указанную асимметрию, но одновременно провести измерение ее величины во время переполюсовки магнитного поля Солнца, чтобы зарегистрировать возможную связь между асимметрией и солнеч-

ным магнитным полем, что и было выполнено в рамках настоящей диссертационной работы.

Данные современных измерений отклонения электронов высоких энергий в магнитном поле Земли в околоземном космическом пространстве не только позволяют уточнять модели магнитного поля Земли, но и могут использоваться при измерении потоков позитронов космических лучей, исследования которых из-за неожиданного роста их отношения к электронам крайне актуальны [13].

Одной из самых актуальных тем исследований в современной физике космических лучей является поиск и исследовании анизотропии потоков частиц галактического космического излучения, природа которой пока неизвестна. Результаты наземных измерений дипольной или как ее еще называют крупномасштабной анизотропии расходятся по величине амплитуды диполя и по фазе, в частности в диапазоне энергий от одного ТэВ до порядка двадцати ТэВ [14-17]. В то же время противоречивыми являются данные о самой форме диполя - насколько она является симметричной. Спутниковые исследования в рамках настоящей диссертационной работы проводятся впервые и открывают новую эру в изучении крупномасштабной анизотропии космических лучей высоких энергий.

На сегодняшний день, проведенные в работе исследования полностью сохраняют свою актуальность. Новые спутниковые эксперименты с калориметром, такие как БАМРЕ и САЬЕТ, поставили своей задачей повторить, полученные в эксперименте ПАМЕЛА результаты, связанные с измерением характеристик потоков космических лучей высоких энергий, при возможности на лучшей статистической базе. Анализ и сбор данных в этих экспериментах продолжается, а результаты, полученные в настоящей работе, дают для этих проектов уникальную возможность не только сравнивать свои результаты, но и применять методы, используемые в настоящей работе. Кроме того, материалы настоящей работы применимы и для лучшей постановки самих задач в современных экспериментах.

Цели и задачи исследования

состояли в получении фундаментальных энергетических и угловых характеристик потоков частиц первичных космических лучей с энергией от 10 ГэВ и выше с помощью дискретного полупроводникового стрипового калориметра входящего в состав магнитного спектрометра ПАМЕЛА [18] за период времени 2006-2015 гг. В работе решены следующие задачи:

• исследование дифференциальных энергетических суммарных спектров первичных электронов и позитронов космических лучей в диапазоне энергий 300-3000 ГэВ;

•

ских лучей в диапазоне энергий 0.8-9 ТэВ; ческих лучей в диапазоне энергий 0.8-9 ТэВ/нуклон;

ческих лучей при энергии около 10 ГэВ и анализ изменения ее абсолютной величины с ростом энергии;

•

метрии в потоках космических лучей с энергией около 10 ГэВ и выше во время переполюсовки магнитного поля Солнца;

первичных космических лучей в диапазоне энергий 1-20 нуклон ТэВ.

Объект и предмет исследования

Объектом исследования в настоящей работе являлось взаимодействие потоков заряженных частиц космических лучей с энергией выше 10 ГэВ с электромагнитным калориметром и другими детекторными системами

спектрометра ПАМЕЛА. Предметом исследования являлись характеристики этих потоков, регистрируемых в околоземном космическом пространстве. Часть потоков имела солнечное происхождение, тогда как другая часть, галактическое.

Методология исследования

Основные результаты, представленные в диссертационной работе, получены с помощью методов математического моделирования и в рамках экспериментальных исследований на спутнике. При моделировании взаимодействия заряженых частиц с веществом использовался пакет GEANT и основанный на нем пакет программ GPAMELA. Также выполнены тестовые измерения для проверки возможности и границ применения математических моделей на ускорителе в ЦЕРН. Основным детектором, используемым в исследовании, был электромагнитный позиционно-чувствительный калориметр, но для оценки систематических погрешностей использовались также данные магнитного спектрометра.

Научная новизна работы

Научная новизна работы состоит в том, что:

-впервые непосредственно в околоземном космическом пространстве был получен суммарный энергетический спектр электронов и позитронов космических лучей в диапазоне энергий 300-3000 ГэВ, в то время как существующие до его публикации результаты от сотен ГэВ и выше для спектра электронов (суммарно со спектром позитронов и отдельно) были скудны, противоречивы и разрознены и тем самым не позволяли сделать вывод о поведении спектра электронов в данном интервале энергий;

-впервые за пределами атмосферы были получены зависимости интен-сивностей потоков электронов космических лучей высоких энергий в направлениях Восток-Запад;

-было впервые с высокой достоверностью подтверждено существование северо-южной асимметрии потоков космических лучей около 10 ГэВ и вы-

и

ше, и проведено исследование ее зависимости от энергии частиц космического излучения;

-впервые доказано, что изменение северо-южной асимметрии потоков частиц космических лучей происходит при переполюсовке магнитного поля Солнца;

-впервые с высокой степенью статистической достоверности одним прибором за пределами атмосферы были получены результаты по энергетическим характеристикам потоков протонов и ядер гелия космических лучей в диапазоне энергий от 0.8 до 9 ТэВ/нуклон;

-впервые одним прибором за пределами атмосферы одновременно в Северном и Южном полушарии были получены характеристики крупномасштабной (дипольной) анизотропии первичного космического излучения в диапазоне энергий 1-20 ТэВ.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Суммарный энергетический спектр первичных электронов и позитронов космических лучей в диапазоне энергий 300-3000 ГэВ претерпевает излом (падение) при энергии около 700 ГэВ.

2. Показатель дифференциального энергетического спектра первичных протонов космических лучей в диапазоне энергий 0.8-9 ТэВ составляет величину -2.67 ± 0.02, а показатель дифференциального энергетического спектра первичных ядер гелия космических лучей в диапазоне энергий 0.8-9 ТэВ/нуклон составляет величину -2.59 ± 0.03.

3. Спектры первичных протонов и ядер гелия от 100 ГэВ/нуклон до 9 ТэВ/нуклон имеют нестепенной характер, так как претерпевают изменение в данном энергетическом диапазоне, причем спектры первичных протонов и ядер гелия от 100 ГэВ/нуклон до 9 ТэВ/нуклон различаются между собой.

4. Величина асимметрии отклонения электронов магнитным полем Земли, завися от энергии электронов и номера Ь-оболочки, достигает при 75 ГэВ и Ь=1-2 величины порядка 0,6, а с ростом Ь уменьшается более, чем

в два раза, причем для энергии выше 250 ГэВ отклонение электронов магнитным полем Земли не наблюдается.

5. Потоки первичных космических лучей при энергии около 10 ГэВ имеют северо-южную асимметрию, абсолютная величина которой уменьшается с ростом энергии, причем существует связь северо-южной асимметрии потоков частиц космических лучей с магнитным полем Солнца. Отношение потоков Север-Юг начинает меняться именно тогда, когда за данный солнечный цикл произошло перенаправление магнитного полюса Солнца.

6. Фаза ф и амплитуда А крупномасштабной анизотропии потоков первичных космических лучей в диапазоне энергий 1-20 нуклон ТэВ с учетом фактора к=2/% (различие в величинах между амплитудами изначального и полученного диполя) составляют величины:

А=0,0013±0,0003 0=7 0°±10°

Теоретическая и практическая значимость

Разработанные способы регистрации направлений частиц космического излучения, определения их энергии и их идентификации используются в других космофизических экспериментах.

Выводы о правильном учете вклада фоновых событий при измерении суммарного спектра электронов и позитронов и о влиянии этих фоновых событий на конечный результат, когда считается, что их влиянием можно пренебречь, помогли разобраться в результатах существующих экспериментов и повлияли на уточнение результатов других спутниковых экспериментов. Эти выводы несомненно будут учтены и при проектировании новых экспериментов.

Результаты данной работы в области измерений энергетических спектров космических лучей используются для уточнения существующих на сегодняшний день и создания новых теоретических моделей, объясняющих происхождение и ускорение частиц космического излучения.

Точное знание энергетических спектров протонов и ядер гелия необходимо для исследователей работающих над проблемами, связанными с

нейтрино, регистрируемыми на поверхности Земли. Полученные спектры протонов и ядер гелия помогают с большей точностью рассчитать процессы генерации вторичных античастиц - позитронов и антипротонов, что позволит в дальнейшем более надежно оценить фон при поиске экзотических источников античастиц, например образующихся при взаимодействии «темной» материи.

Измеренные энергетические спектры протонов, ядер гелия, а также суммарный энергетический спектр электронов и позитронов крайне важны для устранения, существовавших на момент публикации этих измерений, противоречий в результатах наземных и спутниковых измерений. Они также крайне важны для внесения соответсвующих поправок при измерении диффузного гамма излучения, которое в свою очередь является одним из основных источником информации о процессах происходящих во Вселенной.

Измеренное положение излома в суммарном энергетическом спектре электронов и позитронов необходимо при каллибровке наземных черепковских детекторов.

Исследование величин отклонений электронов в магнитном поле Земли было необходимо для уточнения и создания новых моделей магнитного поля Земли, а также при измерениях потоков позитронов.

Кроме того, знание потоков частиц в околоземном пространстве способствует решению актуальных практических задач защиты космонавтов и космической техники от радиации.

Исследования по северо-южной асимметрии потоков галактических космических лучей позволили лучше попять природу данной асимметрии в их потоках и оценить степень влияния солнечного магнитного поля на них. Изменение потоков космических лучей в свою очередь оказывает влияние на земной климат.

Наконец, независимое измерение анизотропии космических лучей вне атмосферы помогло утвердить выводы сделанные на основе измерений на наземных установках, уточнить параметры дипольной анизотропии и приблизить понимание самой природы анизотропии.

Степень достоверности результатов

Достоверность результатов исследования подтверждается сопоставлением получаемых при моделировании результатов с данными тестовых экспериментов на ускорителе. Используемые в расчетах программные комплексы GEANT апробированы и широко используются при моделировании взаимодействия частиц с веществом. Также использовалась информация с магнитного спектрометра для калибровки калориметрических данных. Полученные в работе данные согласуются с опубликованными расчетными и экспериментальными результатами по тематике диссертации в тех случаях, когда такие данные имеются.

Личный вклад автора

Личный вклад автора в работы, вошедшие в диссертацию, является определяющим при выборе методов расчетов, выполнения моделирования, проверки выбранных методик и получения результатов. Постановка задачи, анализ и интерпретация данных, также выполнены непосредственно автором. Автор принимал участие в постановке и проведении экспериментов для калибровки детекторных систем наземного образца в ЦЕРН. Подготовка публикаций и докладов выполнена лично автором или при его активном участии.

Апробация работы и публикации

Основные результаты диссертационной работы были представлены на:

1. Российских конференциях по космическим лучам ВККЛ-32 2012 г. (Москва, Россия), ВККЛ-33 2014 г. (Дубна, Россия); ВККЛ-34 2016 г. (Дубна, Россия)

2. Международных конференциях по космическим лучам ICRC-32 2011 г. (Пекин, Китай), ICRC-33 2013 г. (Рио-де-Жанейро, Бразилия); ICRC-34 2015 г. (Гаага, Голландия);

3. Европейских симпозиумах ECRS-23 2012 г. (Москва, Россия), ECRS-24 2014 г. (Киль, Германия), ECRS-25 2016 г. (Турин, Италия);

4. Международной конференции по анизотропии 2015 г. (Бад-Хонеф, Германия);

5. Международной ассамблеи КОСПАР-40 2014 г. (Москва, Россия);

6. Международной конференции по физике высоких энергий ICHEP-37 2014 г. (Валенисия, Испания);

7. Научных конференциях МФТИ-55 2012 г., МФТИ-56 2013 г., МФТН-57 2014 г. (Долгопрудный, Россия);

8. Международных конференциях по ядерной физике секции РАН 2012 г. (Москва, Россия), 2013 г. (Протвино, Россия), 2014 г. (Москва, Россия);

9. Международных конференциях International conference on particle physics and astrophysics 2015, 2016 (Москва, Россия).

По материалам диссертации опубликовано 18 научных работ в рецензируемых научных журналах и сборниках:

I. Borisov S., Voronov S., Galper A., Karelin A., High energy cosmic ray protons and helium // Cosmic Rays for Particle and Astroparticle Physics-Proceedings of the 12th ICATPP Conference. 2011. C. 190-195.

II. Борисов С.В., Воронов С.А., Карелин А.В., Методика измерения энергетических спектров легких ядер в эксперименте ПАМЕЛА с помощью позиционно-чувствительного калориметра // Ядерная физика и инжиниринг. №5 (3). 2012. С. 469-473.

III. Adriani О., Bonechi L., Spillantini P., Karelin A.et al., Measurements of cosmic-ray proton and helium spectra with the PAMELA calorimeter // Advances in Space Research. №2 (5). 2013. P. 219-226.

IV. Борисов С.В., Воронов С.А., Гальпер A.M., Карелин А.В., Определение направления прилета частиц в "расширенной" апертуре прибора ПАМЕЛА с помощью позиционно-чувствительного калориметра Разделение электронной и протонной компонент космических лучей при помощи калориметра в спутниковом эксперименте ПАМЕЛА при регистрации частиц в расширенной апертуре // Приборы и техника эксперимента. №1. 2013. С. 5-13.

V. Борисов С.В., Воронов С.А., Карелин А.В., Малахов В.В., Разделе-

ние электронной и протонной компонент космических лучей при помощи калориметра в спутниковом эксперименте ПАМЕЛА при регистрации частиц в расширенной апертуре // Ядерная физика. №6 (76). 2013. С. 787-797.

VI. Карелин А.В., Адриани О., Барбарино Дж., Базилевская Г.А. и др., Измерение спектра электронов в диапазоне энергий 300-1500 ГэВ в эксперименте ПАМЕЛА с помощью позиционно-чувствительного калориметра // Ядерная физика и инжиниринг. №7 (4). 2013. С. 624-630.

VII. Karelin A., Adriani О., Barbarino G.C., Bazilevskaya G.A. et al., A search algorithm for finding cosmic-ray anisotropy with the PAMELA calorimeter // Journal of physics: conference series. №1 (409). 2013. P. 012029.

VIII. Карелин А.В., Воронов С.А., Гальпер A.M., Малахов В.В., Михайлов В.В., Измерение отклонения магнитным полем земли электронов космических лучей в интервале энергий 75-250 ГэВ по данным эксперимента ПАМЕЛА // ЖЭТФ. №1 (144) 2013. С. 75-84.

IX. Giaccari U., Adriani О., Barbarino G.C., Karelin A.V. et al., Anisotropy studies in the cosmic ray proton flux with the PAMELA experiment // Nuclear Physics В - Proceedings Supplements. (239-240). 2013. P. 123-128.

X. Карелин А.В., Адриани О., Барбарино Дж., Базилевская Г.А. и др., Новые измерения энергетических спектров протонов и ядер гелия космических лучей высоких энергий при помощи калориметра в эксперименте ПАМЕЛА // ЖЭТФ. №3 (146). 2014. С. 513-517.

XI. Adriani О., Barbarino G.C., Bazilevskaya G.A., Karelin A.V. et al., The PAMELA mission: heralding a new era in precision cosmic ray physics // Physics Reports. №4 (544). 2014. P. 323-370.

XII. Карелин А.В., Адриани О., Барбарино Дж., Базилевская Г.А. и др., Северо-южная асимметрия электронов космических лучей высоких энергий по данным эксперимента ПАМЕЛА // ЖЭТФ. №2 (144). 2013. С. 312318.

XIII. Карелин А.В., Адриани О., Барбарино Дж., Базилевская Г.А. и др., Поиск анизотропии космических лучей с помощью калориметра в эксперименте ПАМЕЛА // Известия РАН. Серия Физическая. №11 (77). 2013. С.1548-1552.

XIV. Карелин А.В., Воронов С.А., Колдобский С.А., Наблюдение тени

Луны в космических лучах с энергией более 400 ГэВ в спутниковом эксперименте ПАМЕЛА // Космические исследования. №2 (53).2015. С. 136-140.

XV. Карелин A.B., Адриани О., Барбарино Дж., Базилевская Г.А. и др., Измерение спектров частиц высоких энергий в космических лучах в эксперименте ПАМЕЛА // Известия РАН. Серия Физическая. №3 (79). 2015. С.322-326.

XVI. Карелин A.B., Адриани О., Барбарино Дж., Базилевская Г.А. и др., Измерение крупномасштабной анизотропии космических лучей в эксперименте ПАМЕЛА // Письма в ЖЭТФ. №5-6 (101) 2015. С. 321-325.

XVII. Карелин A.B., Адриани О., Барбарино Дж., Базилевская Г.А. и др., Регистрация изменения отношения темпов счета "север-юг" частиц космических лучей высоких энергий во время перемены полярности магнитного поля Солнца // Письма в ЖЭТФ. №4 (101). 2015 С. 246-249.

XVIII. Карелин A.B., Воронов С.А., Гальпер A.M., Колдобский С.А., Измерение суммарного спектра электронов и позитронов в эксперименте ПАМЕЛА с помощью позиционно-чувствительного калориметра и нейтронного детектора в диапазоне энергий 300-1500 ГэВ // Ядерная физика. №3-4 (78). 2015. С. 307-318.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, девяти глав, заключения и списка литературы. Общий объем - 307 страниц, включая 200 рисунков, 7 таблиц и списка литературы из 316 наименований.

1 Обзор спутниковых и аэростатных экспериментов и применяемых в них калориметрических методов измерений при высоких энергиях

1.1 Калориметрические измерения при высоких энергиях на спутниках

Данная работа выполнена в основном с использованием калориметра, входящего в состав научного оборудования ПАМЕЛА. Поэтому в этой главе будут рассмотрены методы, использовавшиеся при измерении энергетических спектров электронов, протонов и ядер гелия в спутниковых и аэростатных экспериментах, включавших в состав оборудования калориметр за последние 30 лет. Анализ полученных в этих экспериментах результатов и их сравнение с результатами данной работы, будут представлены в других главах. Так в каждой главе, посвященной решению одной какой-либо конкретной задачи дается пояснение ситуации сложившейся к моменту написания данной работы и обоснование необходимости получения новых данных.

Первым устройством, позволившим зарегистрировать воздействие космических лучей на земные объекты, был простой электрически заряженный металлический цилиндр, который терял заряд (под воздействием космического излучения - что выяснилось лишь после открытия последнего) гораздо более интенсивно, чем если бы потери заряда были связаны, например, только с недостатками изоляционного материала покрывающего цилиндр [19]. Это явление было обнаружено Кулоном в 1875 г., и физики не могли объяснить этот эффект вплоть до конца 19 века, когда произошло открытие радиоактивности.

Первые эксперименты по исследованию ионизирующего излучения в атмосфере (например, опыты немецкого физика Теодора Вульфа на вершине Эйфелевой башни в Париже в 1910 [20]), как и великий эксперимент Гесса, проводились с помощью электрометров и ионизационных камер.

В 1920-1930-ые годы после появления работ советского физика Д.В. Скобельцина начала широко использоваться камера Вильсона, помещенная в магнитное поле [21]. После опубликования работ В. Бете и В. К ольхе р-стера [22] получил широкое применение телескоп газоразрядных счетчиков Гейгера-Мюллера. Затем вслед за работами Л.В. Мысовского последовало использование ядерных фотоимульсий [23].

Период основных достижений в исследовании космических лучей приходится на 1957-68 гг. Начало этого периода совпадает с годом запуска первого искусственного спутника Земли, в этот же год впервые в космических лучах был использован ионизационный калориметр. Одним из создателей калориметра являлся известный советский физик Н.Л.Григоров (1915-2005). Ионизационный калориметр впервые был использован именно в исследованиях космических лучей в 1957 г. Н.Л. Григоровым, B.C. Мурзиным, И.Д. Рапопортом [4].

Калориметры сейчас очень распространены в космофизических экспериментах, благодаря малым размерам и массе, высокой надежности при длительной эксплуатации и прецизионным измерениям. Однако, стоит помнить, что разработка основных калориметрических методов, которыми пользуются по сегодняшний день, происходила в 60-70-ые годы прошлого века.

Разработано множество методов для измерения величины первоначальной энергии частиц и их идентификации с помощью различных типов калориметров. Последние используются практически в каждом эксперименте по изучению космических лучей, проводящихся как на аэростатах, так и на спутниках, поэтому вопросы, связанные с использованием таких методов, как никогда актуальны.

Так как с высотой над уровнем моря число частиц ядерноактивной (протоны, антипротоны, ядра, антиядра) и мягкой компонент (электроны, позитроны) возрастает, то с самых первых экспериментов возникло стремление

поднять оборудование как можно выше. Лучше всего это удается с помощью аэростатов и спутников. Однако размер и вес размещаемых на них установок, сильно ограничены.

В эксперименте ПРОТОН в 60-ых годах прошлого века был совершен первый опыт поднятия космофизических приборов большого веса, калориметра (больше 10 тонн), на орбиту искусственного спутника - опыт, который не повторен до настоящего времени [5].

С тех пор, практически ни один эксперимент в физике космических лучей по прямым измерениям энергетических спектров на аэростатах и ИСЗ не обходится без такого прибора как калориметр, конечно значительно уступающего по массе калориметра эксперимента ПРОТОН, определяющего выделившуюся энергию при взаимодействию частиц с веществом калориметра.

Тем не менее, стоит отметить и существенный недостаток калориметров. Это так называемый обратный ток - поток вторичных частиц родившихся от взаимодействия с веществом калориметра в противоположную сторону направлению первичной частицы. Обратный ток мешает работе других детекторов входящих в состав экспериментального оборудования и располагающихся над калориметром. Поэтому не удивительно, что предпринимаются попытки обойтись без калориметра, достаточно вспомнить такие эксперименты чикагской группы ученых как НЕ АО [24] или проект эксперимента Астромаг [25] на сверхпроводящих магнитах на борту космической станции. И все же калориметры, несмотря на это, используются очень широко в экспериментах на спутниках и атмосферных баллонах.

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Карелин Александр Владимирович, 2021 год

Литература

[1] V. Hess, Observation of penetrating radiation in seven free balloon flights. Phys. Z 13 1084 (1912).

[2] A.V. Gurevich and K.P. Zybin, Runaway breakdown and the mysteries of lightning. Physics Today 58 37 (2005).

[3] C.D. Anderson, The positive electron. Phys. Rev. 43 491 (1933).

[4] H.Л. Григоров, B.C. Мурзин, И.Д. Рапопорт, Метод измерения энергии частиц в области выше 1011 эВ. ЖЭТФ 34 2 506 (1958).

[5] Н.Л. Григоров и др., Изучение энергетического спектра и состава первичных космических лучей в области высоких и сверхвысоких энергий на ИСЗ "Протон-1"и "Протон-2". Космические исследования 5 3 395 (1967).

[6] S. Haino, Primary cosmic ray proton flux measured by AMS-02. Proc. ICRC 33, Rio de Janeiro, Brazil (2013).

[7] M. Aguilar, D. Aisa, B. Alpat, et al., Precision Measurement of the proton flux in primary cosmic rays from rigidity 1 GV to 1.8 TV with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station. Phys. Rev. Lett. 114 171103 (2015).

[8] F. Aharonian, et al., Energy spectrum of cosmic-ray electrons at TeV energies. Phys. Rev. Lett. 101 261104 (2008).

[9] T. Kobayashi, Y. Komori, K. Yoshida, N. J., The most likely sources of high-energy cosmic-ray electrons in supernova remnants. Atrophys. J. 601 340 (2004).

[10] D. Staszak, A Cosmic-ray electron spectrum with VERITAS. Proc. ICRC 34: PoS 411 (2015).

[11] M. Ackermann, et al., Fermi LAT observations of cosmic-ray electrons from 7 GeV to 1 TeV. Phys. Rev. D 82 092004 (2010).

[12] M. Aguilari, D. Aisa, B. Alpat et al, Precision measurement of the (e++e-) flux in primary cosmic rays from 0.5 GeV to 1 TeV with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station. Phys. Rev. Lett. 113 221102 (2014).

[13] O. Adriani et al., An anomalous positron abundance in cosmic rays with energies 1.5-100 GeV. Nature 458 607 (2009).

[14] G. Guillian, J. Hosaka, K. Ishihara, Observation of the anisotropy of 10 TeV primary cosmic ray nuclei flux with the Super-Kamiokande-I detector. 29th ICRC, Pune, India 6 85 (2005).

[15] M. Amenomori , S. Ayabe , S. W. Cui, Large-scale sidereal anisotropy of galactic cosmic-ray intensity observed by the Tibet Air Shower Array. Astrophys. J. 626 29 (2005).

[16] A. A. Abdo, B. T. Allen, T. Aune et al., The large-scale cosmic-ray anisotropy as observed with MILAGRO. Astrophys. J. 698 2121 (2009).

[17] R. Abbasi, Y. Abdou, T. Abu-Zayyad et al., Observation of anisotropy in the arrival directions of galactic cosmic rays at multiple angular scales with IceCube. Astrophys. J. 740 16 (2011).

[18] P. Picozza, A. M. Galper, G. Castellini et al., PAMELA - A payload for antimatter matter exploration and light-nuclei astrophysics. ApJ. 27 296 (2007).

[19] С. P. Филонович, Шарль Кулон. M.: Просвещение, 1988.

[20] T. Wulf, Observations on the radiation of high penetration power on the Eiffel tower. Physikalische Zeitschrift 5 152 (1910).

[21] D. W. Skobeltzin, Intensity distribution at the -ray spectrum of the C-radium. Zeitschrift fur Physik 43 354 (1927).

[22] W. Bothe, Zur Vereinfachung von Koinzidenzzahlungen. Zeitschrift fur Physik 59 1 (1930).

[23] L. Myssowsky, L. Tuwim, Unregelmassige Intensitatsschwankungen der Höhenstrahlung in geringer Seehohe. Zeitschrift fur Physik 39 146 (1926).

[24] J. J. Engelman et al, Source energy spectra of heavy cosmic ray nuclei as derived from the French-Danish experiment on HEAO-3. Astron. & Astrophys. 148 12 (1985).

[25] M.A. Green et al., ASTROMAG: A superconducting particle astrophysics magnet facility for the space station. IEEE Transactions on magnetics 23 2 1240 (1987).

[26] R. Wigmans, Calorimetry: Energy Measurement in Particle Physics, Oxford University Press, 2000.

[27] T. Ferbel, Experimental Techniques in High-energy Nuclear and Particle Physics, World Scientific, 1991.

[28] R. Dubois, GLAST Large Area Telescope: launched and being commissioned. Proc. ICHEP 2008, Philadelphia (2008).

[29] B. Lott et al., Response of the GLAST LAT calorimeter to relativistic heavy ions. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 560, 395 (2006).

[30] S. Bergenius Galver et al., Radiation tests of CsI(Tl) crystals for the GLAST satellite mission. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 545, 842 (2005).

[31] A. Moiseev et al. Measuring 10-1000GeV cosmic-ray electrons with GLAST/LAT. Proc. 30th ICRC OG1014 (2007).

[32] G. Johansson The GLAST Satellite Calorimeter. PhD Thesis. Lund, 2008.

[33] S.W. Barwick et al., Measurements of the cosmic-ray positron fraction from 1 to 50 GeV. Astrophys. J. 482 191 (1997).

[34] M. A. Du Vernois et al., Cosmic ray electrons and positrons from 1-GeV to 100-GeV: measurements with HEAT and their interpretation. Astrophys. J. 559 1 (2001).

[35] S. W. Barwick et al., The High-Energy Antimatter Telescope (HEAT): An instrument for the study of cosmic-ray positrons. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 400 1 (1997).

[36] K. Yoshida et al., Cosmic-ray electron spectrum above 100 GeV from PPB-BETS experiment in Antarctica. Advances in Space Research 42 10 1670 (2008).

[37] S. Torii et al., Observation of Electrons above 100 GeV with the BETS Detector Using Long-Duration Balloon in Antarctica. Proc. 29th ICRC 3 (2007).

[38] S. Torii et al.,Study of >100 GeV electrons with BETS detector using a long duration balloon flight in Antarctica. Advances in Space Research 37 11 (2006).

[39] T. G. Guzik et al., The ATIC long duration balloon project. Advances in Space Research 33 3 (2004).

[40] OGanel et al., Beam tests of the ballon-borne ATIC experiment. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 552 3 (2005).

[41] J. Chang et al., Resolving electrons from protons in ATIC. Advances in Space Research 42 3 (2008).

[42] R. Brun, F. Carminati, GEANT Detector Description and Simulation Tool. CERN, Geneva, 1993.

[43] A. Kounine, The ALPHA magnetic spectrometer on the international space station. Int. J. Mod. Phys. E 21, 1230005 (2012).

[44] С. Adloff et al., The AMS-02 lead-scintillating fibres Electromagnetic Calorimeter. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 714 147 (2013).

[45] F. Cadoux et al., The AMS-02 electromagnetic calorimeter. Nuclear Physics. B: Proceedings Supplements 113 (1-3) 159 (2002).

[46] E. S. Seo et al., Cosmic-ray energetics and mass (CREAM) balloon project. Advances in Space Research 33 1777 (2004).

[47] Y. S. Yoon et al., Cosmic-ray proton and helium spectra from the first CREAM flight. Astrophys. J. 728 122 (2011).

[48] H. S. Ahn et al., The cosmic ray energetics end mass (CREAM) instrument. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 579 1034 (2007).

[49] K. Asakimori et al., Cosmic-ray proton and helium spectra: results from the JACEE experiment. Astrophys. J. 502 278 (1998).

[50] Т. H. Burnett et al, JACEE emulsion chambers for studying the energy spectra of high energy cosmic ray protons and helium. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 251 3 583 (1986).

[51] Y. Kawamura et al., "Quasidirect"observations of cosmic-ray primaries in the energy region 1012 - 1014 eV. Physics Review D 40 3 729 (1989).

[52] E. Konishi et al., Study of multiple meson production at cosmic ray energy: longitudinal behaviour of gamma ray air family. Progress of Theoretical Physics 56 6 1845 (1976).

[53] С. В. Воронов и др., Разделение электронов и протонов с помощью калориметра в экспериментах по прямому измерению состава и энергетических спектров космических лучей. УФН 179 9 931 (2009).

[54] А. В. Карелин и др., Измерение энергии электронов и протонов калориметрами в физике космических лучей на спутниковых и балонных экспериментах за последние 20 лет. Космические исследования 49 3 256 (2011).

[55] О. Adriani, G. Barbarino, G. A. Bazilevskaya et al., The PAMELA Mission: Heralding a new era in precision cosmic ray physics. Physics Reports 544 323 (2014).

[56] P. Papini, In-flight performances of the PAMELA satellite experiment. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 588 259 (2008).

[57] Y. I. Stozhkov, The PAMELA Neutron Detector operating on the orbit. Proc. 30th ICRC 2 325 (2007).

[58] S. Ricciarini, PAMELA silicon tracking system: Experience and operation. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 582 892 (2007).

[59] M. Boezio et al., A High granularity imaging calorimeter for cosmic ray physics. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 487 407 (2002).

[60] A. V. Karelin et al., Positron identification on proton background using combined detector data for PAMELA experiment. Proc. ICRC 31 Lodz, Poland, HE.0495 (2009).

[61] S. Orsi et al., The anticoincidence shield of the PAMELA space experiment. Advances in Space Research 37 1853 (2006).

[62] M. Casolino et al., The PAMELA storage and control unit. Advances in Space Research 37 10 1857 (2004).

[63] T. Kobayashi, Y. Komori, K. Yoshida, J. Nishimura, The most likely sources of high-energy cosmic-ray electrons in supernova remnants. Astrophys. J. 601 1 340 (2004).

[64] I. Bombaci, The maximum mass of a neutron star. Astron. & Astrophys. 305 871 (1996).

[65] P. Meade et al., Dark Matter interpretations of the excesses after FERMI. Nuclear Physics В 831 1 178 (2010).

[66] J. Zhang et al., Discriminating different scenarios to account for the cosmic e± excess by synchrotron and inverse Compton radiation. Phys. Rev. D 80 023007 (2009).

[67] E. Ponton, L. Randall, TeV scale singlet dark matter. JHEP4 080 (2009).

[68] D. Hooper, A. Stebbins, K. M. Zurek, Excesses in cosmic ray positron and electron spectra from a nearby clump of neutralino dark matter. Phys. Rev. 79 103513 (2009).

[69] Y. Fan, B. Zhang, J. Chang, Electron/positron excesses in the cosmic ray spectrum and possible interpretations. Int. J. Mod. Phys. D 19 13 2011 (2010).

[70] T. A. Prince, The energy spectrum of cosmic ray electrons between 9 and 300 GeV. Astrophys. J. 227 1 676 (1979).

[71] T. Kobayashi et al, Observations of high-energy cosmic-ray electrons from 30 GeV to 3 TeV with Emulsion Chambers. Astrophys. J. 760 146 (2012).

[72] R. L. Golden et al., A magnetic spectrometer for cosmic ray studies. Astrophys. J. 287 622 (1984).

[73] K. K. Tang, The energy spectrum of electrons and cosmic-ray confinement: a new mesaurement and its interpretation. Astrophys. J. 278 881 (1984).

[74] V. L. Ginzburg , V. S. Ptuskin, On the origin of cosmic rays: Some problems in high-energy astrophysics. Rev. Modern Phys 48 161 (1976).

[75] T. Delahaye et al., Galactic electrons and positrons at the Earth: new estimate of the primary and secondary fluxes. Astron. & Astrophys. 524 51 (2010).

[76] O. Adriani et al., Cosmic-ray electron flux Measured by the PAMELA experiment between 1 and 625 GeV. Physical Review Letters 106 201101 (2011).

77] С. В. Борисов и др., Измерение спектра электронов и позитронов высоких энергий в эксперименте ПАМЕЛА. Краткие сообщения по физике ФИАН 37 6 35 (2010).

78] С. В. Борисов и др., Измерение спектра электронов и позитронов высоких энергий с использованием калориметра спектрометра ПАМЕЛА. Инженерная физика 7 23 (2009).

79] С. В. Борисов, С. А. Воронов, A.M. Гальпер, А. В. Карелин, Измерение спектров электронов и позитронов высоких энергий в эксперименте «ПАМЕЛА». Труды научной сессии МИФИ-2010 4 111 (2010).

80] Ph. Doetinchem et al., Performance of the AMS-02 Transition Radiation Detect. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 558 526 (2006).

81] R. Brun et al., Computer code GEANT 3.21, CERN, Geneva, 1994.

А. В. Карелин и др., Измерение спектра электронов в диапазоне энергий 300-1500 ГэВ в эксперименте ПАМЕЛА с помощью позиционно-чувствительного калориметра. Ядерная физика и инжиниринг. 4 624 (2013).

J. Chang et al., Resolving electrons from protons in ATIC. Advances in Space Research 42 431 (2008).

84] O. Adriani et al., Measurements of cosmic-ray proton and helium spectra with the PAMELA calorimeter. Advances in Space Research 51 219 (2013).

А. А. Квашнин и др., Спектр электронов и позитронов космических лучей в диапазоне энергий 0.05-1.2 ТэВ по результатам эксперимента PAMELA. Изв. РАН. Сер. физ. 81 4 439 (2017).

А. В. Карелин и др., Методика измерения энергетических спектров легких ядер в эксперименте ПАМЕЛА с помощью позиционно-чувствительного калориметра. Ядерная физика и инжиниринг 3 5 469 (2012).

[87] А. В. Карелин и др., Разделение электронной и протонной компонент космических лучей при помощи калориметра в спутниковом эксперименте ПАМЕЛА при регистрации частиц расширенной апертуре. Ядерная физика 76 6 787 (2013).

[88] А. В. Карелин и др., Измерение суммарного спектра электронов и позитронов в эксперименте ПАМЕЛА с помощью позиционно-чувствительного калориметра и нейтронного детектора в диапазоне энергий 300-1500 ГэВ. Ядерная физика 78 3-4 307 (2015).

[89] А. В. Карелин и др., Измерение спектров частиц высоких энергий в космических лучах в эксперименте ПАМЕЛА. Изв. РАН. Сер. физ. 79 3 322 (2015).

[90] F. A. Aharonian et al., The potential of ground based arrays of imaging atmospheric Cherenkov telescopes. I. Determination of shower parameters. Astropart. Phys. 6 343 (1997).

[91] https://cds.cern.ch/record/2320166

[92] B. D. Tridon et al., Measurement of the cosmic electron plus positron spectrum with the MAGIC telescopes. arXiv:1110.4008vl (2011).

[93] K. Yoshida, et al, CALET measurements of cosmic ray electrons in the heliosphere. Proc. 30th ICRC 2 325 (2007).

[94] M. Aguilar et al, First result from the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station: Precision Measurement of the Positron Fraction in Primary Cosmic Rays of 0.5-350 GeV. Phys. Rev. Lett. 110 14 141102 (2013).

[95] R. Tomaschitz, The stationary non-equilibrium plasma of cosmic-ray electrons and positrons. Physica A 451 456 (2016).

[96] Matthew D. Kistler et al., Galactic streams of cosmic-ray electrons and positrons. arXiv:1210.8180

[97] A. Panov, Electrons and positrons in cosmic rays. Journal of Physics: Conference Series 409 012004 (2013).

[98] F. A. Aharonian et al., First detection of a VHE gamma-ray spectral maximum from a cosmic source: Hess discovery of the Vela X nebula. Astron. & Astrophys. 448 43 (2006).

[99] R. Attallah, Probing the astrophysical origin of high-energy cosmic-ray electrons with Monte Carlo simulation. arXiv: 1607.06615 (2016).

[100] R. P. Mignani, S. Zharikov, P. A. Caraveo, VLT observations of the central compact object in the Vela Jr. supernova remnant. Astron. Astrophys. 473 891 (2007).

[101] A. D. Erlykin, A.W. Wolfendale, Cosmic rays and the Monogem supernova remnant. Astropart. Phys. 22 47 (2004).

[102] T. Satyendra et al., A possible correlation between the high energy electron spectrum and the cosmic-ray secondary-to-primary ratios. Mon.Not.Roy.Astron.Soc. 414 (2011).

[103] P. L. Biermann et al, Cosmic ray electrons and positrons from supernova explosions of massive stars. Phys. Rev. Lett. 103 061101 (2009).

[104] R. D. Parsons, J. A. Hinton, H. Schoorlemmer, Calibration of the Cherenkov Telescope Array using Cosmic Ray Electrons. Astropart. Phys. 84 23 (2016).

[105] B.B. Михайлов и др., Галактические электроны и позитроны за 10 лет наблюдений в эксперименте ПАМЕЛА. 83 8 1073 (2019).

[106] G. Ambrosi, et al., Direct detection of a break in the teraelectronvolt cosmic-ray spectrum of electrons and positrons. Nature 552 63 (2017).

[107] O. Adriani et al., Energy spectrum of cosmic-ray electron and positron from 10 GeV to 3 TeV observed with the calorimetric electron telescope on the International Space Station. Phys. Rev. Lett. 119 181101 (2017).

[108] S. Abdollahi, Cosmic-ray electron-positron spectrum from 7 GeV to 2 TeV with the Fermi Large Area Telescope. Phys. Rev. D 95 082007 (2017).

[109] С. В. Борисов, Электроны и позитроны в первичных космических лучах, LAP LAMBERT Academic Publishing 2011.

[110] А. А. Квашнин, Ю. И. Стожков, Критерии отбора электронов с энергиями выше 50 ГэВ по данным эксперимента ПАМЕЛА. Краткие сообщения по физике 1 33 (2013).

[111] Ю. И. Стожков и др., Обработка данных спектрометра ПАМЕЛА. Краткие сообщения по физике 3 27 (2016).

[112] С. В. Борисов, лектроны и позитроны с энергией более 1010 эВ в первичных космических лучах, диссертация на соискание степени к.ф,-м.н., Москва 2010.

[113] А. А. Квашнин, и др., Спектр электронов и позитронов космических лучей в диапазоне энергий 0,05-1,2 ТэВ по результатам эксперимента PAMELA. 34-ая ВККЛ Дубна 2016 http://rcrc-2016.msu.ru / sites / default / files / files/KvashninAA_RCRC16.pdf

[114] Г. В. Куликов, Г. Б. Христиансен, О спектре широких атмосферных ливней по числу частиц. ЖЭТФ 35 635 (1958).

[115] A. Haungs, Н. Rebel, М. Energy spectrum and mass composition of high-energy cosmic rays. Roth, Rep. Prog. Phys. 66, 1145 (2003).

[116] A. E. Vladimirov et al., Testing the origin of high-energy cosmic rays. Astrophys. J. 752 68 (2012).

[117] И. П. Иваненко и др., Энергетические спектры различных компонент космических лучей при энергиях выше 2 ТэВ, измеренные аппаратурой "Сокол". Известия АН серия физическая 57 7 76 (1993).

[118] О. Adriani et al., PAMELA Measurements of Cosmic-Ray Proton and Helium Spectra. Science 332 6025 69 (2011).

[119] A. D. Panov et al., Energy spectra of abundant nuclei of primary cosmic rays from the data of ATIC-2 experiment: Final results. Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics 73 564 (2009).

[120] H. S. Ahn et al., Discrepant hardening observed in cosmic-ray elemental spectra. ApJ Lett. 714 89 (2010).

[121] A. V. Karelin et al., High energy cosmic ray protons and helium. Cosmic Rays for Particle and Astroparticle Physics - Proceedings of the 12th 1С ATP P Conference. 190 (2011).

[122] V. I. Zatsepin, N. V. Sokolskaya, Three component model of cosmic ray

&

[123] Q. Yuan, B. Zhang, X.-J. Bi, Cosmic ray spectral hardening due to dispersion in the source injection spectra. Physics Review D 84 043002 (2011).

[124] S. Thoudam, J. R. Horandel, Nearby supernova remnants and the cosmic ray spectral hardening at high energies. Mon.Not.Roy.Astron.Soc. 421 1209 (2012).

[125] A. D. Erlykin, A. W. Wolfendale, A new component of cosmic rays? Astropart. Phys. 35 449 (2012).

[126] N. Tomassetti et al., Origin of the cosmic-ray spectral hardening. Astropart. Phys. 752 13 (2012).

[127] P. Blasi, E. Amato, P. D. Serpico, Spectral Breaks as a Signature of Cosmic Ray Induced Turbulence in the Galaxy. Physical Review Letters 109 061101 (2012).

[128] Y. S. Yoon et al., Prelimenary proton and helium spectra from the CREAM-III flight. Proc. ICRC 31st, Lodz, Poland (2009).

[129] А. В. Карелин и др., Спектр протонов высоких энергий космических лучей. Краткие сообщения по физике 38 3 15 (2011).

[130] А. В. Карелин, Энергетические спектры протонов и ядер гелия в диапазоне энергий 1011 — 1013 эВ в околоземном космическом пространстве, диссертация на соискание степени к.ф.-м.н., Москва 2011.

[131] P. L. Biermann, Т. К. Gaisser, Т. Stanev, Origin of galactic cosmic rays. Phys. Rev. D. 51 3450 (1995).

[132] V. Ptuskin, V. Zirakashvili, E.-S. Seo, Spectrum of galactic cosmic rays accelerated in supernova remnants. ApJ 718 1 31 (2010).

[133] Y. Ohira, K. Ioka, Cosmic-ray helium hardening. ApJL 729 13 (2011).

[134] L.O. Drury, Escaping the accelerator: how, when and in what numbers do cosmic rays get out of supernova remnants? Mon.Not.Roy.Astron.Soc. 415 1807 (2011).

[135] M.A., Malkov, P. H. Diamond, R. Z. Sagdeev Proton-Helium Spectral Anomaly as a Signature of Cosmic Ray Accelerator. Phys. Rev. Lett. 108 081104 (2012).

[136] V. Ptuskin, V. Zirakashvili, E.-S. Seo, Spectra of cosmic-ray protons and heliumproduced in supernova remnants. ApJ 763 1 47 (2013).

[137] T. Stanev, P. L. Biermann, Т. K. Gaisser, Cosmic Rays IV. The spectrum and chemical composition above 104 GeV. Astron. & Astrophys. 274 902 (1993).

[138] M. Ave et al., Composition of primary cosmic-ray nuclei at high energies. Astrophys. J. 678 262 (2008).

[139] M. Ave et al., Propagation and source energy spectra of cosmic-ray nuclei at high energies. Astrophys. J. 697 106 (2009).

[140] G. Bernard et al., No more anomaly in the TeV cosmic ray proton and helium spectra. Astron. & Astrophys. 555 48 (2013).

[141] А. В. Карелин и др., Измерение потоков протонов и ядер гелия высоких энергий. Изв. РАН. Сер. физ. 75 3 358 (2011).

[142] С. В. Борисов и др., Спектр протонов высоких энергий космических лучей. Краткие сообщения по физике ФИАН 38 3 15 (2011).

[143] A.V. Karelin, S.V. Borisov, A.M. Galper, S.A. Voronov, The proton and helium cosmic ray spectra. ASTRA 7 235 (2011).

[144] P. S. Marrocchesi, Observation of protons and light nuclei with CALET: Analysis and Preliminary Results. PoS ICRC2017 156 (2017).

[145] C. Yue, Studies of cosmic-ray proton flux with the DAMPE experiment. PoS ICRC2017 1076 (2017).

[146] D. M. Green, Measurement of the cosmic-ray proton spectrum with the Fermi Large Area Telescope. PoS ICRC2017 159 (2017).

[147] A. D. Panov et al., Primary and secondary cosmic rays in the NUCLEON space experiment after two years of data acquisition PoS ICRC20171094 (2017).

[148] V. Gallo et al., Studies on Helium flux with DAMPE. PoS ICRC2017 169 (2017).

[149] С. А. Бунятов и др., Калибровка сцинтилляционных счетчиков модернизированного калориметра установки "Нейтринный детектор ИФВЭ-ОИЯИ"для идентификации частиц по времени пролета. Письма в ЭЧАЯ 4 6 847 (2007).

[150] А. Д. Панов, Энергетические спектры ядер первичных космических лучей от протонов до железа по результатам эксперимента ATIC-2, Диссертация на соискание степени доктора физико-математических наук, Москва 2014.

[151] К. Amako, Present status of Geant4. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 453 455 (2000).

[152] A. V. Karelin et al, The high energy cosmic ray particle spectra measurements with the PAMELA calorimeter. Nuclear and particle physics proceedings. 273-275 275 (2016).

[153] G. D'Agostini, A Multidimensional unfolding method based on Bayes' theorem. Nucl. Instrum. Meth. A 362 487 (1995).

[154] А. В. Карелин и др., Новые измерения спектров протонов и ядер гелия космических лучей высоких энергий при помощи калориметра в эксперименте ПАМЕЛА. ЖЭТФ 146 3 513 (2014).

[155] V. Choutko, Precision Measurement of the Helium Flux with AMS Experiment. Proc. ICRC 33, Rio de Janeiro, Brazil (2013).

[156] Т. H. Burnett et al., Proton and helium energy spectra above 1 TeV for primary cosmic rays. Phys. Rev. Lett. 51 11 1010 (1983).

[157] R. W. Ellsworth et al., On the high energy proton spectrum measurements, Astrophysics and Space Science 52 2 (1977).

[158] W. Liu, P. Salati, X. Chen, TeV cosmic-ray proton and helium spectra in the myriad model II. Research in Astronomy and Astrophysics 15 1 (2015).

[159] S. Thoudam, J. R. Horandel, Revisiting the hardening of the cosmic-ray energy spectrum at TeV energies. Mon.Not.Roy.Astron.Soc. 435 3 2532 (2013).

[160] D.C. Ellison, D. Eichler, Relativistic cosmic-ray spectra in the fully nonlinear theory of shock acceleration. Physical Review Letters 55 2735 (1985).

[161] E. G. Berezhko, V. K. Yelshin, L. T. Ksenofontov, Numerical investigation of cosmic ray acceleration in supernova remnants. Astroparticle Physics 2 215 (1994).

[162] A. Meli, Precursor shocks and cosmic ray acceleration. Journal of Physics: Conference Series 409 012059 (2013).

[163] J. Lavalle, Impact of the spectral hardening of TeV cosmic rays on the prediction of the secondary positron flux. Mon.Not.Roy.Astron.Soc. 414 985 (2011).

[164] F. Donato, P. D. Serpico, "Discrepant hardenings" in cosmic ray spectra: A first estimate of the effects on secondary antiproton and diffuse gamma-ray yields. Phys. Rev. D 83 023014 (2011).

[165] T. Delahaye et al.,The GeV-TeV Galactic gamma-ray diffuse emission I.

&

Astrophys. 531 A37 (2011).

[166] M.J. Ryan, J. F. Ormes, V. K. Balasubrahmanyan, Cosmic-ray proton and helium spectra above 50 GeV. Phys. Rev. Lett. 28 1497 1972.

[167] А. В. Карелин, С. В. Борисов, С. А. Воронов, М.Ф. Рунцо, С. А. Кол-добский, Определение характеристик каскада частиц, инициированного электронами и протонами, в позиционно-чувствительном калориметре. Письма в ЭЧАЯ 7 18 (2010).

[168] С. В. Борисов и др., Определение направления прилета частиц в "расширенной"апертуре прибора ПАМЕЛА с помощью позиционно-чувствительного калориметра. ПТЭ 1 5 (2013).

[169] G. М. Clark, Arrival Directions of Cosmic-Ray Air Showers from the Northern Sky. Phys. Rev. 108 450 (1957).

[170] M. Amenomori, Z. Cao, L. K. Ding , Z.Y. Feng , K. Hibino , N. Hotta, Cosmic ray shadow by the Moon observed with the Tibet air shower array. 23rd ICRC Invited, Rapporteur, and Highlight Papers, Singapore: World Scientific 4 351 (1993).

[171] B. Bartoli, P. Bernardini , X.J. Bi, Observation of the cosmic ray moon shadowing effect with the ARGO-YBJ experiment. Phys. Rev. D. 84 1 (2011).

[172] D. J. Boersma, L. Gladstone , A. Karle, Moon shadow observation by ICECUBE. Proc. ICRC 31, Lodz, Poland (2009).

[173] О. В. Белоносова ,B. В. Борог, E. Ю. Сметанина, П. О. Симаков, В.

Г. Янке, Наблюдение "тени"луны в потоке космических лучей умеренных энергии (десятки ГэВ). Изв. РАН. Сер. физ. 69 3 436 (2005).

[174] Ю. М. Андреев , В. Н. Закидышев, С. Н. Карпов, В. Н. Ходов, Наблюдение тени Луны по мюонам космических лучей. Космические исследования 6 604 (2002).

[175] Y. Xu Limits on Antiprotons in Space from the Shadowing of Cosmic Rays by the Moon. Proc. ICRC 28 4065 (2003).

[176] M. Amenomori , S. Ayabe , X. J. Bi, Moon shadow by cosmic rays under the influence of geomagnetic field and search for antiprotons at multi-TeV energies. Astroparticle Physics 28 137 (2007).

[177] G. Di Sciascio, R. Measurement of the antiproton/proton ratio at few-TeV energieswith the ARGO-YBJ experiment. Proc. ICRC 31, Lodz, Poland (2009).

[178] D. J. Bird et al., Study of Broad-Scale Anisotropy of Cosmic-Ray Arrival Directions from 2 x 1017 to Ю20 Electron Volts from Fly's Eye Data. Astrophys. J. 511 739 (1999).

[179] T. P. Li , Y.-Q. Ma, Analysis methods for results in gamma-ray astronomy. Astrophys. J. 272 317 (1983).

[180] А. В. Карелин и др., Наблюдение тени Луны в космических лучах с энергией более 400 ГэВ в спутниковом эксперименте ПАМЕЛА. Космические исследования 53 2 136 (2015).

[181] М. P. Guthrie, R. G. Alsmiller, Н. W. Bertini, Calculation of the capture of negative pions in light elements and comparison with experiments pertaining to cancer radiotherapy. Nucl. Instrum. Methods 66 29 (1968).

[182] A.V. Karelin, S.A. Voronov, The characteristics of the measurements of the charge particle fluxes in the wide angular range for the PAMELA calorimeter. Journal of Physics: Conference Series 798 1012017 (2017).

[183] S. Macmillan, С. Finlay, The International Geomagnetic Reference Field. IAGA Special Sopron Book Series 5 265 (2011).

[184] T. H. Johnson, The Azimuthal Asymmetry of Cosmic Radiation. Phys. Rev. 43 834 (1933).

[185] L. W. Alvarez, A. H. Compton, A Positively Charged Component of Cosmic Rays. Phys. Rev. 43 835 (1933).

[186] T. Futagami et al., Observation of the East-West Anisotropy of the Atmospheric Neutrino Flux. Phys. Rev. Lett. 82 5194 (1999).

[187] P. N. Diep et ap., Measurement of the east-west asymmetry of the cosmic muon flux in Hanoi. Nuclear Physics В 678 3 15 (2004).

[188] В. Agrinier et al., East-West asymmetry and charge sign ratio of primary cosmic-ray electrons at 8.3 GV rigidity cut-off. Lettere al Nuovo Cimento 1 1 53 (1969).

[189] C. J. Bland, G. Boella, G. Degli Antoni, On the detection and measurement of cosmic-ray electrons. II Nuovo Cimento В Series 55 2 451 (1968).

[190] D. Muller, K. Tang, Cosmic-ray positrons from 10 to 20 GeV - A balloon-borne measurement using the geomagnetic east-west asymmetry. Astrophys. J. 312 183 (1987).

[191] E. Kamioka et al., Azimuthally controlled observation of heavy cosmic-ray primaries by means of the balloon-borne emulsion chamber. Astropart. Phys. 6 155 (1997).

[192] M. Ackermann et al., Measurement of separate cosmic-ray electron and positron spectra with the Fermi Large Area Telescope. Phys. Rev. Lett. 108 011103 (2012).

[193] А. В. Карелин и др., Измерение отклонения магнитным полем земли электронов космических лучей в интервале энергий 75-250 ГэВ по данным эксперимента ПАМЕЛА, ЖЭТФ 144 № 1 (7) 75 (2013).

[194] О. Adriani et.al, Measurements of quasi-trapped electron and positron fluxes with PAMELA. Journal of Geophysical Research 114 A12218 (2009).

[195] G. F. Krymsky et al, Heliospheric modulation of high-energy cosmic rays: II. Deformation of the neutral surface. Geomagn. Aeron. 21 923 (1981).

[196] M. A. Shea, D. F. Smart, Cosmic rays and solar activity since 1955, inSolar-Terrestrial Relationships and the Earth Environment in the Last Millenia. Soc. Ital. di Fisica, Bologna 398 (1988).

[197] Y. I. Stozhkov et al., Cosmic rays in the atmosphere: North-south asymmetry. J. Geophys. Res. 101 A2 2523 (1996).

[198] J. Chen, J. W. Bieber, M. A. Pomerantz, Cosmic Ray UniDirectional Latitude Gradient:Evidence for North-South Asymmetric Solar Modulation. J. Geophys. Res. 96 11 569 (1991).

[199] D.B. Swinson, M.A. Shea, J. E. Humble, Latitudinal cosmic ray gradients: Their relation to solar activity asymmetry. Geophys. Res. 91 2943 (1986).

[200] M. A. El-Borie, A. A-M. Abdel-Halim, S.Y. El-Monier, North-South Asymmetry of Solar Diurnal Variations of Cosmic-Ray Intensity Throughout the Period 1975 - 2013. Solar Physics 291 12 3817 (2016).

[201] A. V. Karelin et al., A search algorithm for finding cosmic-ray anisotropy with the PAMELA calorimeter. Journal of physics: conference series. 409 1 012029 (2013).

[202] А. В. Карелин и др., Северо-южная асимметрия электронов космических лучей высоких энергий по данным эксперимента ПАМЕЛА. Письма в ЖЭТФ 144 2 318 (2013).

[203] А. В. Карелин и др., Регистрация изменения отношения темпов счета "север-юг" частиц космических лучей высоких энергий во время пе-

ремены полярности магнитного поля Солнца. Письма в ЖЭТФ 101 3-4 246 (2015).

[204] I1-H. Cho et al., Dependence of GCRs influx on the solar North-South asymmetry. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics 73 13 1723 (2011).

[205] H. Svensmark, E. Friis-Christensen, Variation of cosmic ray flux and global cloud coverage-a missing link in solar-climate relationships. Journal of Atmosphere and Solar-Terrestrial Physics 59 11 1225 (1997).

[206] H. Svensmark, M. B. Enghoff, J. O. P. Pedersen, Response of cloud condensation nuclei (>50 nm) to changes in ion-nucleation. Physics Letters A 377 37 8 2343 (2013).

[207] D. J. Gutler, H. E. Bergeson, J. E. Davis and D. E. Groom, Measurement of the cosmic ray sideral anisotropy near 1500 GV. Astrophys. J. 248 (1981).

[208] А. С. Лидванский и др., Направление вектора анизотропии космических лучей. Известия РАН, сер. физ. 71 4 506 (2007).

[209] В. В. Алексеенко, Е. Н. Гулиева, В. Г. Сборщиков, Вариации ШАЛ малой мощности и вопрос об анизотропии космических лучей с энергией 1013 эВ. Известия АН 18 2126 (1984).

[210] G. Di Sciascio and R. Iuppa, Observation of CR Anisotropy with ARGO-YBJ. J. Phys.: Conf. Ser. 375 052008 (2012).

[211] J. K. de Jong, Observations of Large Scale Sidereal Anisotropy in 1 and 11 TeV cosmic rays from the MINOS experiment. Proc. 32nd ICRC, Beijing, China (2011).

[212] A. U. Abeysekara et al., Observation of small-scale anisotropy in the arrival direction distribution of TeV cosmic rays with HAWC. Astrophys. J. 796 2 108 (2014).

[213] A. A. Abdo et al., Discovery of localized regions of excess 10-TeV cosmic rays. Phys. Rev. Lett. 101 221101 (2008).

[214] P. Desiati, A. Lazarian, Anisotropy of TeV cosmic rays and outer heliospheric boundaries. Astrophys. J. 762 44 (2013).

[215] M. Amenomori et al, On temporal variations of the multi-TeV cosmic ray anisotropy using the TIBET III air shower array. Astrophys. J. 711 119 (2010).

[216] J. M. Santander, An Update on Cosmic-ray Anisotropy Studies with Icecube. Proc. 33rd ICRC, Rio-de-Janeiro, Brazil (2013).

[217] N. A. Schwadron et al., Global Anisotropics in TeV Cosmic Rays Related to the Sun's Local Galactic Environment from IBEX. Science 343 988 (2014).

[218] N.A. Schwadron et al., Comparison of interstellar boundary explorer observations with 3D global heliospheric models. Science 326 966 (2009).

[219] A. H. Compton, I. A. Getting, An apparent effect of Galactic rotation on the intensity of cosmic rays. Phys. Rev. 47 817 (1935).

[220] R. Abbasi et al., Observation of anisotropy in the Galactic cosmic-ray arrival directions at 400 TeV with ICECUBE. Astrophys. J. 746 33 (2012).

[221] A. D. Erlykin, A. W. Wolfendale,The anisotropy of Galactic cosmic rays as a product of stochastic supernova explosions. Astropart. Phys. 25 183 (2006).

[222] P. Blasi, E. Amato, Diffusive propagation of cosmic rays from supernova remnants in the Galaxy. I: spectrum and chemical composition. J. Cosmol. Astropart. Phys. 1 11 (2012).

[223] M. Pohl, D. Eichler, Understanding TeV-band cosmic-ray anisotropy. Astrophys. J. 766 4 (2013).

[224] L. Sveshnikova, О. Strelnikova, V. Ptuskin, Spectrum and anisotropy of cosmic rays at TeV-PeV-energies and contribution of nearby sources. Astropart. Phys. 33 50 (2013).

[225] V. S. Berezinksii, S.V. Bulanov, V.A. Dogiel, V. S. Ptuskin, Astrophysics of Cosmic Rays. Amsterdam; North Holland (1990).

[226] P. L. Biermann, J. K. Becker, E.-S. Seo, M. Mandelartz, Cosmic ray transport and anisotropies. Astrophys. J. 768 124 (2012).

[227] А. А. Иванов н др., Азимутальная модуляция частоты событий широких атмосферных ливней космических лучей геомагнитным нолем. Письма в ЖЭТФ 69 4 263 (1999).

[228] P. Bernardini et al., Azimuthal modulation of cosmic ray flux as an effect of geomagnetic field in the ARGO-YBJ experiment. Proc. 32nd ICRC, Beijing, China (2011). 768 124 (2013).

[229] L. Drury, F. Aharonian, The puzzling MILAGRO hot spots. Astropart. Phys. 29 420 (2008).

[230] M. Salvati, The local Galactic magnetic field in the direction of Geminga, Astron Astrophys 513 527 (2010).

[231] G. Giagiti, G. Sigl, Local magnetic turbulence and TeV-PeV cosmic ray anisotropies. Phys. Rev. Lett. 109 7 071101 (2012).

[232] M. Ahlers, Anomalous anisotropies of cosmic rays from turbulent magnetic fields. Phys. Rev. Lett. 112 021101 (2014).

[233] M. A. Malkov et al., 27) Probing nearby cosmic-ray accelerators and interstellar medium turbulence with MILAGRO hot spots. Astrophys. J., 721 750 (2010).

[234] E. O. Wollan, Present status of solar and sidereal time variation of cosmic rays. Rev. Mod. Phys. 11 160 (1939).

[235] A. Daudin, J. J. Daudin, Les gerbes d'Auger dans l'atmosphere. J. Phys. Radium Atm. Terr. Phys. 14 3 169 (1953).

[236] I. Escobar et al, Sidereal anisotropy of high energy cosmic rays. Planet Space Sci. 1 155 (1959).

[237] J. Linsley, A. A. Watson,Review of data on cosmic ray anisotropy, 195165, energy 10 to the 14th to 3.10 to the 17th eV. Proc. 15th ICRC, Plovdiv, Bulgaria (1977).

[238] F.J.M. Farley, J.M. Storey, The sidereal correlation of extensive air showers. Proc. Phys. Soc. A 67 996 (1954).

[239] A. G. Fenton, K. B. Fenton, J. E Humble, Sidéral variations at 365 hg cm-2 underground and interplanetary magnetic field directions. 15th ICRC, Plovdiv, Bulgaria (1977).

[240] T. Sandor, A. J. Somogyi, F. Telbisz, Atmospheric effects and periodicities of the cosmic radiation measured 8 m below ground. Acta Phys. Acad. Sci. Hung. 11 205 (1960).

[241] A. G. Fenton, R. M. Jacklin, R. B. Taylor, Cosmic ray observations at 42 m w.e. underground at Hobart, Tasmania. Nuovo cimento 22 2 285 (1961).

[242] R. M. Jacklyn, Galactic cosmic ray anisotropics in the energy range 1Û11-1014 eV. Proc. Astron. Soc. Aust. 6 4 425 (1986).

[243] S. Sakakibara et al., Sidereal time variation of small air showers observed at mt. Norikura. Proc. ICRC 13, Denver, USA 2 1058 (1973).

[244] K. Nagashima et al., Sidereal Time variation of small air showers observed at mt. Norikura Proc. ICRC 14, Munich, Germany 4 1503 (1975).

[245] T. Gombosi et al., Galactic cosmic ray anisotropy at 6 1013 eV. Proc. ICRC 14, Munich, Germany 2 586 (1975).

[246] К. Nagashima, S. Mori, Summary of general discussion on siderial daily variation of high energy cosmic rays. Proc. ICRS (Tokyo) 326 (1976).

[247] A. G. Fenton, К. B. Fenton, Sidereal cosmic ray variations at approximately 365-mwe underground. Proc. ICRC 14, Munich, Germany 4 1482 (1975).

[248] T. Gombosi et al., Further evidences of the anisotropy observed at Musala station. Proc. ICRC 15, Plovdiv, Bulgary 11 109 (1977).

13

ICRC 17, Paris, France 2 146 (1981).

[250] D.J. Cutler et al., Measurement of the cosmic-ray sidereal anisotropy near 1500 GV. Astroph. J. 248 1166 (1981).

[251] K. Nagashima et al., Galactic cosmic-ray anisotropy and its modulation in the heliomagnetosphere, inferred from air shower observation at mt. Norikura. Nuovo Cimento С 12 695 (1989).

[252] V. V. Alexeenko, G. Navarra, Possible contribution of primary gamma-rays to the observed cosmic-ray anisotropy. Nuovo Cimento Lett. 42 321 (1985).

3

Proc. ICRC 21, Adelaide, Australia 6 372 (1990).

[254] K. Nagashima et al., Galactic and heliotail-in anisotropies of cosmic rays as the origin of sidereal daily variation in the energy region < 104 GeV. J. of Geoph. Res., 103, 17429 (1998).

[255] А. С. Лидванский, В. А. Козяривский, В. Я. Поддубный и др. Исследование анизотропии и вариаций космических лучей. Известия Академии наук, сер. физ., 59 200 (1995).

[256] A. S. Lidvansky et al., Direction of the anisotropy vector of cosmic rays of TeV energies. Proc 30th ICRC Merida, Mexico (2007).

[257] В. А. Козяривский, А. С. Лидванский, К вопросу о величине и направлении анизотропии галактических космических лучей. Письма в астр. жур. 34 2 (2008).

[258] D.D. Dzhappuev et al., Reconstruction of the direction of the true anisotropy of galactic cosmic rays. Astronomy Letters 36 6 416 (2010).

[259] V. A. Kozyarivsky et al., Mean Diurnal Variations of Cosmic Ray Intensity as Measured by the Baksan Surface and Underground Detectors. Proc. ICRC 29 2 93 (2005).

[260] G. Guillian et al. Observation of the anisotropy of 10 TeV primary cosmic ray nuclei flux with the Super-Kamiokande-I detector. Phys. Rev. D 75 062003 (2007).

[261] M. Amenomori et al., Anisotropy and corotation of galactic cosmic rays. Science 314 439 (2006).

[262] G. Di Sciascio and R. Iuppa, Observation of CR anisotropy with ARGO-YBJ. J. Phys.: Conf. Ser. 375 052008 (2012).

[263] G. Di Sciascio, Measurement of cosmic ray spectrum and anisotropy with ARGO-YBJ. EPJ Web of Conferences 52 04004 (2013).

[264] C. Shuwang, L. Taoli, Z. Jianli, Study on large-scale CR anisotropy with ARGO-YBJ experiment. Proc. 32 ICRC China, Beijing (2011).

[265] R. Iuppa, Multi-scale TeV cosmic-ray anisotropy observed with the ARGO-YBJ experiment. Journal of Physics: Conference Series 409 012039 (2013).

[266] E. Andres et al., The AMANDA neutrino telescope: principle of operation and first results. Astroparticle Physics 13 1 (2000).

[267] F. McNally, Observation of anisotropy in cosmic-ray arrival directions with the IceCube observatory. JPS Conf. Proc. 9 010006 (2016).

[268] R. Abbasi, P. Desiati, Measurement of the anisotropy of cosmic-ray arrival directions with ICECUBE. Astrophys. J. 718 194 (2010).

[269] M. Santander et al, An update on cosmic-ray anisotropy studies with Icecube. Proc. ICRC 33, Rio-de-Janeiro, Brazil (2013).

[270] D. G. Michael et al., The magnetized steel and scintillator calorimeters of the MINOS experiment. Nucl Instr and Methods A 596 190 (2008).

[271] P. Adamson et al., Observation of seasonal variation of atmospheric multiple-muon events in the MINOS near and far detectors. Phys. Rev. D 91 11112006 (2015).

[272] A. U. Abeysekara et al, On the sensitivity of the HAWC observatory to gamma-ray bursts. Astropart. Phys. 35 641 (2012).

[273] S. Benzvi et al., Observation of the anisotropy of cosmic rays with HAWC. Proc. ICRC 33, Rio-de-Janeiro, Brazil (2013).

[274] K.M. Gorski et al., HEALPix: A framework for high-resolution discretization and fast analysis of data distributed on the sphere. Astrophys. J. 622 759 (2005).

[275] U. Giaccari et al., Anisotropy studies in the cosmic ray proton flux with the PAMELA experiment. 239-240 123 (2013).

[276] G.L. Cassiday et al.,Evidence for 1018-eV Neutral Particles from the Direction of Cygnus X-3. Phys. Rev. Lett. 62 383 (1989).

[277] O. Deligny, F. Salamida, Searches for large-scale anisotropies of cosmic rays: Harmonic analysis and shuffling technique. Astroparticle Physics, 46 40 (2013).

[278] A.V. Karelin et al., The method for measuring of the characteristics of the cosmic ray dipole anisotropy in the PAMELA experiment. Journal of physics: Conference series. 678 1 012060 (2016).

[279] A. Justel, D. Репа, R. Zamar, A multivariate Kolmogorov-Smirnov test of goodness of fit. Statistics and Probability Letters, 35 3 251 (1997).

[280] А. В. Карелин и др., Поиск анизотропии космических лучей с помощью калориметра в эксперименте ПАМЕЛА. Известия РАН 77 11 1548 (2013).

[281] В. Л. Гинзбург и др., Астрофизика космических лучей. Москва, Физ-матлит, 1990.

[282] Ф. Гилл, У. Мюррей, М. Райт, Практическая оптимизация. Москва, Мир, 1985.

[283] А. В. Карелин и др., Измерение крупномасштабной анизотропии космических лучей в эксперименте ПАМЕЛА. Письма в ЖЭТФ 101 5-6 321 (2015).

[284] G. Di. Sciascio, R. Iuppa, Homage to the discovery of Cosmic Rays. Nova Science Publishers, New York, 2013

[285] A. V. Karelin et al., The measurement of the dipole anisotropy of protons and helium cosmic rays with the PAMELA experiment. 675 3 032005 (2016).

[286] M.G. Aarsten et al., Observation of anisotropy with the ICETOP air shower array. ApJ 765 55 (2013).

[287] P. L. Ghia, Evolution of the cosmic ray anisotropy above 1014 eV. Journal of Physics: Conference Series 203 012126 (2010).

[288] V. Savchenko, M. Kachelrie, D. V. Semikoz, Development of dark disk model of positron anomaly origin. Astrophys. J. Lett. 809 23 (2015).

[289] M. G. Aartsen et al, Anisotropy in cosmic-ray arrival directions in the southern hemisphere with six years of data from the IceCube detector. Astrophys. J. 826 220 (2016).

[290] P. Mertsch, S. Funk, A solution to the cosmic ray anisotropy problem. ASTRA Proc. 2 51 (2015).

[291] V. Ptuskin, Propagation of galactic cosmic rays. Astropart. Phys. 39 44 (2012).

[292] J. Giacalone, J. R. Jokipii, The transport of cosmic rays across a turbulent magnetic field. Astrophys. J. 520 204 (1999).

[293] R. C. Tautz, A note on perpendicular scattering lengths. Astrophys. J. 703 1294 (2009).

[294] A. Shalchi, Perpendicular diffusion of energetic particles in collisionless plasmas. Physics of Plasmas 22 010704 (2015).

[295] R. Kumar, D. Eichler, Large-scale anisotropy of TeV-band cosmic rays. Astrophys. J. 785 129 (2014).

[296] F. Effenberger et al., Anisotropic diffusion of Galactic cosmic ray protons and their steady-state azimuthal distribution. Astron. & Astrophys. 547 A120 (2012).

[297] A.V. Karelin et al., The bootstrap method in the anisotropy analysis, Journal of Physics: Conference Series. 798 1 012023 (2017).

[298] B. Efron, Ann. Bootstrap methods: another look at the Jackknife. Statistics 7 1 (1979).

[299] P. Barbe, P. Bertail, The Weighted Bootstrap, Springer, New York, 1995.

[300] B. Efron, The Bootsrap, Jacknife, and Other Resampling Plans, Philadelphia SIAM, 1982.

[301] G. Simpson, H. Mayer-Hasselwander, Bootstrap sampling: application in gamma-astronomy. Astron. Astrophys. 162 (1986).

[302] O. Adriani et al., A statistical procedure for the identification of positrons in the PAMELA experiment. Astroparticle Physics 34 (2010).

[303] О. Adriani et al., Ten years of PAMELA in space. 40 10 473 (2017).

[304] S. Manconi, F. Donat, M. Di Mauro, Anisotropies in the flux of cosmic ray electrons and positrons. J. Phys. Conf. Ser. 841 012006 (2017).

[305] E. Borriello, L. Maccione, A. Cuoco, Dark matter electron anisotropy: a universal upper limit. Astropart. Phys. 35 537 (2012).

[306] S. Abdollahi et al., Search for cosmic-ray electron and positron anisotropies with seven years of fermi large area telescope data. Phys. Rev. Lett. 118 091103 (2017).

[307] M. Aguilar et al., First result from the alpha magnetic spectrometer on the International Space Station: precision measurement of the positron fraction in primary cosmic rays of 0.5-350 GeV. Phys. Rev. Lett. 110 14 141102 (2013).

[308] O. Adriani et al., Search for anisotropies in cosmic-ray positrons detected by the PAMELA experiment. Astrophys. J. 811 21 (2015).

[309] А. В. Карелин, С. А; Воронов, Методология поиска угловой анизотропии потоков галактических электронов и позитронов с помощью калориметра в эксперименте ПАМЕЛА. Ядерная физика 81 6 (2018).

[310] D. F. Smart and М. A. Shea, A review of geomagnetic cutoff rigidities for earth-orbiting spacecraft. Advances in Space Research 36 2012 (2005).

[311] А. В. Карелин, С. А; Воронов, Оценка верхнего предела для амплитуды дипольной анизотропии суммарного потока электронов и позитронов косимческих лучей с энергией от 25 ГэВ до 1 ТэВ. Ядерная физика 85 5 (2019).

[312] A. A. Leonov et al., Separation of electrons and protons in the GAMMA-400 gamma-ray telescope. Advances in Space Research 56 1538 (2015).

[313] S. Torii, The CALorimetric Electron Telescope (CALET): high energy astroparticle physics observatory on the International Space Station. Proc. ICRC 34: PoS 581 (2015).

[314] N. Globus, D. Allard, E. Parizot, A complete model of the cosmic ray spectrum and composition across the Galactic to extragalactic transition. Phys. Rev. 92 021302 (2015).

[315] I. A. Greneir, J.H. Black, A. W. Strong, The nine lives of cosmic rays in Galaxies. Annual Review of Astronomy and Astrophysics 53 199 (2015).

[316] F. Bos, F. Tenholt, J. B. Tjus, S. Westerhoff, Observation of the cosmic-ray shadow of the Moon and Sun with IceCube. ASTRA 2 5 (2015).