Моделирование каскадных процессов в задачах гамма-астрономии и физики космических лучей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.16, доктор физико-математических наук Пляшешников, Александр Васильевич

• Пляшешников, Александр Васильевич
• доктор физико-математических наук
• 2000

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Пляшешников, Александр Васильевич

ВВЕДЕНИЕ - 6

1 РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ - 17

1.1. Полуаналитический Метод Монте-Карло.

1.1.1. Основные идеи ПАМК.

1.1.2. Уравнения для дифференциальных плотностей . .

1.1.3. Приведение уравнений к универсальному виду .

1.1.4. Аналитическое решение уравнений для дифференциальных плотностей.

1.1.5. Розыгрыш фазовых координат частиц источника .

1.1.6. Поправки на конечность первичной энергии.

1.1.7. Коррелированные испытания.

1.1.8. Вклад высоких энергий.

1.1.9. Выбор оптимального значения Ет .—

1.1.10. Статистическая погрешность вычислений.

1.1.11. Сопоставление трудоёмкости вычислений.

1.2. Специализированный компьютерный код "Алтай".

1.2.1. Элементарные взаимодействия .

1.2.2. Испускание и перенос черенковских фотонов.

1.2.3. Процесс регистрации черенковского света.

1.3. Имитационный метод Монте-Карло.

1.3.1. Сечения взаимодействия каскадных частиц.

1.3.2. Моделирование многократного рассеяния.

1.3.3. Выбор параметров группировки столкновений. .

1.3.4. Сопоставление трудоемкости вычислений. .

1.4. Кусочно-полиномиальный численный метод.

1.4.1. Преобразование интегралов столкновений.

1.4.2. Одномерные каскадные уравнения.

1.4.3. Выбор рабочих параметров.

1.5. Достоверность данных.

1.6. Выводы к главе 1 .

2 МНОГОМЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭФК - 61

2.1. Пространственное распределение частиц в ЭФК .

2.1.1. Развитие представлений о ФПР потока электронов . .

2.1.2. Параметризация данных для ФПР полного потока электронов.

2.1.3. Поправки на неоднородность атмосферы.

2.1.4. Переходный эффект в сцинтилляторах.

2.1.5. ФПР полного потока энергии .

2.2. Альбедные характеристики ливней от 7-квантов и адронов .

2.2.1. Данные для ЭФК.

2.2.2. Данные для ливней, порожденных адронами.

2.3. Черенковское излучение ЭФК в воде.

2.3.1. Глубинно-угловое распределение испущенных фотонов

2.3.2. Анализ области применимости МСТ.

2.4. Выводы к Главе 2.

3 ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ АТМОСФЕРНЫХ ЧЕРЕН-КОВСКИХ ТЕЛЕСКОПОВ - 96 -3.1. Режекция ливней от ПКИ.

3.1.1. Развитие представлений о режекции.

3.1.2. Режекция по величине флуктуаций.-1023.2. Эффективная площадь регистрации и скорости счета событий.- 111 —

3.2.1. Методика расчета.— 111 —

3.2.2. Зависимость от определяющих величин.— 114 —

3.2.3. Практическое применение.— 117 —

3.3. Оптимизация многоканальной камеры.- 123

3.3.1. Моделирование.-1243.3.2. Размер пиксела.- 125

3.3.3. Поле зрения.- 128

3.4. Система мульти-ТэВ-ных АЧТ.- 131

3.4.1. Моделирование.— 133 —

3.4.2. Размер пиксела.- 134

3.4.3. Конфигурация ячейки и поле зрения.- 136

3.4.4. Параметры черенковского образа.- 139

3.4.5. Параметры атмосферного ливня.— 142 —

3.4.6. Режекция фона ПКИ.- 144

3.4.7. Чувствительность.- 146

3.5. Выводы к главе 3.- 147

4 ПРИМЕНЕНИЕ АТМОСФЕРНЫХ ЧЕРЕНКОВСКИХ ТЕЛЕСКОПОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ПЕРВИЧНОГО КОСМИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ - 150

4.1. Теоретический анализ проблемы .- 151

4.1.1. Моделирование.— 151 —

4.1.2. Эффективные площади регистрации и скорости счета - 153

4.1.3. Параметры образа.-1554.1.4. Критерии отбора.-1584.1.5. Эффективность разделения ливней.-1604.1.6. Чувствительность к модели ядерных взаимодействий - 163

4.2. Энергетический спектр протонов ПКИ.- 165

4.3. Выводы к Главе 4.- 171

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование каскадных процессов в задачах гамма-астрономии и физики космических лучей»

Актуальность проблемы. Космическое излучение высокой энергии, регистрируемое в районе Солнечной системы, позволяет решить фундаментальные задачи астрофизики высоких энергий и физики космических лучей, связанные с изучением свойств различных физических объектов -источников частиц и излучения, исследованием процессов ускорения космических лучей, а также процессов прохождения космического излучения через вещество, магнитное поле и электромагнитное излучение Галактики и Метагалактики [1-7], [8-16].

Для определения энергетического спектра и массового состава первичного космического излучения (ПКИ) были построены и эксплуатируются (или эксплуатировались) комплексные установки МГУ [5], ФИ РАН [17], ИКФИА СО РАН [8,18], Haverah Park [19], AGASA [20] и др. Для изучения свойств ПКИ предельно высокой энергии (Е > 1017 эВ) разрабатываются крупномасштабные проекты ШАЛ-1000 [21,22], Anger Project [23,24], HighRes Fly's Eye [25]. Развиваются и совершенствуются методы детектирования космических нейтрино высокой энергии (проекты НТ-200 [26], AMANDA [27]).

Бурное развитие переживает в настоящее время атмосферная черен-ковская 7-астрономия сверхвысокой энергии (Е7 = 1011 -f- Ю14 эВ), основные успехи которой связаны с применением 7-телескопов, регистрирующих двумерный черенковский образ ливня1 (коллаборации ШАЛОН [28], КрАО УАН [29], Whipple Observatory [30], HEGRA [31], CANGOROO [32] и

1 Далее по тексту: АЧТ - атмосферные черенковские телескопы

- б некоторые другие). Коллаборацией HEGRA введена в действие первая в мире система АЧТ. Опыт эксплуатации этой системы показал ее высокую эффективность. Это стимулировало разработку следующего поколения систем АЧТ (проекты VERITAS [33], HESS [34]).

Все отмеченные выше эксперименты по изучению потоков космических частиц высоких энергий базируются на регистрации каскадов вторичных частиц, инициированных первичной частицей в атмосфере (воде, грунте) и (или) детекторах установки. Для анализа результатов наблюдений этих экспериментов необходима теоретическая информация о многомерных характеристиках электронно-фотонных и ядерных каскадов. Подтверждением этому служат многочисленные работы, посвященные анализу данных (либо проектированию) перечисленных выше экспериментов (см., например, [23,33,35]). В частности, в недавней работе специалистов ИК ФИА СО РАН и НИИ ЯФ МГУ [35], посвященной анализу электронной и мюон-ной компонент ШАЛ по данным Якутской установки в модели QGSJET, отмечается, что "расчет не был доведен до отклика сцинтилляционного детектора из-за существенных трудностей электронно-фотонной каскадной теории".

Характеристики каскадных процессов, полученные путем решения каскадных уравнений аналитическими и численными методами в приближенной модели каскада и, как правило, без учета свойств детекторов, не соответствуют потребностям современного эксперимента. Подходом, позволяющим в полной мере учесть процессы рождения и переноса каскадных частиц, а также их взаимодействия с элементами установки, является метод Монте-Карло. Вместе с тем, в имитационном методе Монте-Карло, когда прослеживаются траектории всех частиц каскада, трудоемкость вычислений быстро (почти линейно) увеличивается с ростом энергии каскада, что сильно ограничивает применение этого метода для целей современных астрофизических экспериментов, где число вторичных частиц в регистрируемых каскадах может превышать десятки миллионов.

Указанное обстоятельство стимулировало разработку неаналоговых схем метода Монте-Карло, позволяющих снизить трудоемкость вычислений. Так, например, в [36,37] моделируется лишь высокоэнергетичная часть каскада, содержащая частицы с энергией выше некоторого порогового значения Значение Ег в таком подходе выбирается так, чтобы расчет не был слишком трудоемким. Вклад в оцениваемые характеристики от подкаскадов, порожденных частицами с энергией меньше вычисляется на основе расчетных данных, полученных альтернативными методами (аналитическими или численными методами решения каскадных уравнений, либо, опять таки, имитационным методом Монте-Карло). Понятно, что достоинством таких схем является возможность приближенного учета флуктуаций в развитии каскадного процесса. Однако, при практической реализации подхода к решению задач, требующих последовательного учета свойств детекторов и неоднородности среды, а также при расчетах многомерных каскадных характеристик объем таблиц для занесения вкладов от низкоэнергетичных частиц становится непомерно большим, а процесс вычисления этих таблиц с приемлемой точностью -крайне трудоемким, либо невозможным вообще.

В другом часто используемом подходе (например [38-40])ускорение вычислений достигается за счет обрезания ветвей каскадного процесса с введением для компенсации соответствующих статистических весов. Однако с увеличением энергии каскада, а также с возрастанием размерности оцениваемых каскадных характеристик обрезание становится малоэффективным [41,42].

Учитывая важность моделирования каскадных процессов при решении задач 7-астрономии и физики космических лучей представляется актуальным разработка специальных схем метода Монте-Карло, позволяющих снизить трудоемкость вычислений при моделировании каскадных процессов с большим числом вторичных частиц в неоднородных средах с учетом всех основных процессов взаимодействия частиц со средой и веществом детектора, теоретические исследования многомерных характеристик электронно-фотонных и ядерных каскадов, а также разработка на основе полученных результатов вычислений новых подходов, позволяющих повысить эффективность наблюдений и точность извлечения астрофизической информации из наблюдательных данных.

Целью работы являются:

- разработка специальных подходов, позволяющих снизить трудоемкость вычислений при моделировании каскадных процессов с большим числом вторичных частиц;

- детальный анализ многомерных характеристик электронно-фотонных каскадов (ЭФК) сверхвысокой энергии;

- теоретическое исследование свойств атмосферных черенковских телескопов с целью повышения эффективности их фунционирования;

- анализ возможностей применения систем АЧТ для регистрации космического 7-излучения в мульти-ТэВной области первичных энергий (#7 > 10 ТэВ);

- исследование возможностей применения систем АЧТ для изучения массового состава ПКИ.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Представленный в диссертации полуаналитический метод Монте-Карло является новым подходом к расчету многомерных характеристик каскадных процессов с большим числом вторичных частиц. По сравнению с другими специальными схемами метода Монте-Карло, предназначенными для моделирования каскадов с большим числом частиц, этот метод обеспечивает низкую трудоемкость вычислений, слабо (логарифмически) зависящую от первичной энергии.

2. Практическая реализация полуаналитического метода Монте-Карло для расчета характеристик электронно-фотонных каскадов (ЭФК) содержит такие новые элементы, как вывод системы сопряженных каскадных уравнений для дифференциальных плотностей "воображаемого" источника низкоэнергетических частиц, решение этих уравнений аналитическими и численными методами.

3. Для компьютерного кода "Алтай" новыми элементами являются ускорение вычислений за счет использования специального набора распределений многократного рассеяния электронов, выведенных и табулированных в наших работах, корректный и, в то же время, экономичный способ учета флуктуаций в числе регистрируемых черенковских фотонов, а также моделирование процессов регистрации черенковско-го света атмосферным 7-телескопом с учетом его конструктивных особенностей.

4. Впервые теоретические данные о многомерных характеристиках ЭФК с первичной энергией (102 4- 107 ГэВ) в неоднородных средах получены без использования приближения малых углов, с учетом рассеяния каскадных частиц во всех элементарных процессах и взаимодействий частиц с детектором.

5. Впервые доказана возможность эффективной режекции фона космических лучей на атмосферных черенковских 7-телескопах по величине флуктуаций характеристик черенковского излучения.

6. Вычисления, произведенные с использованием банков случайных реализаций черенковских образов ШАЛ, впервые позволили произвести количественный анализ точности определения энергии 7-ливней на АЧТ.

7. Предложен новый подход к оптимизации рабочих параметров многоканальной камеры АЧТ, основанный на принципе минимальности искажения черенковских образов ШАЛ, инициированных 7-квантами, за счет конечного углового разрешения и ограниченности угла зрения многоканальной камеры.

8. Предложен новый тип систем АЧТ, предназначенный для регистрации космического 7-излучения с энергией Е > 10 ТэВ и обеспечивающий, по сравнению с традиционными системами АЧТ (HEGRA, HESS, VERITAS), существенно более высокую (в десятки и более раз) скорость счета 7-ливней.

9. Предложен новый метод исследования массового состава ПКИ в области энергий Е > 1 ТэВ/ядро, основанный на анализе черенковских образов атмосферных ливней, регистрируемых системой АЧТ, позволяющий использовать обширные банки фоновых событий, накопленные в 7-астрономических наблюдениях (десятки миллионов событий), и обеспечивающий, по сравнению со спутниковыми и баллонными экспериментами, существенно лучшую (в 103 и более раз) статистику измерений.

Вклад автора. Постановка проблем, разработка теоретических подходов и их реализация для решения конкретных задач произведены автором диссертации. Ему же принадлежит ведущая роль в написании совместных работ. Существенная помощь в анализе проблем, связанных с черенков-ской 7-астрономией, была оказана автору лидером группы АЧТ колла-борации HEGRA проф. Ф.А.Агароняном. Разработка схемы полуаналитического метода Монте-Карло произведена совместно с К.В.Воробьевым. Анализ расчетных данных по альбедным характеристикам ЭФК выполнен совместно с Л.А.Хейном. Разработка черенковских модулей компьютерных программ, а также обработка экспериментальных данных по протонной компоненте ПКИ были выполнены совместно с А.К.Конопелько; им же написаны некоторые из программных модулей, использованные при обработке экспериментальных данных.

Научная и практическая значимость работы. Разработанные в диссертации расчетные методы дают возможность существенно повысить эффективность моделирования каскадов с большим числом вторичных частиц. Компьютерные программы, методики извлечения астрофизической информации, а также численные данные о многомерных каскадных характеристиках, представленные в диссертации, получили следующее применение.

1. Подход к оптимизации многоканальной камеры, а также сделанные на его основе выводы об оптимальных значениях параметров многоканальной камеры были использованы при проектировании системы АЧТ коллаборации НЕСИА. Методика определения интегрального потока, представленная в диссертации, была применена коллабора-цией НЕС11А при анализе 7-излучения Крабовидной туманности, а методика исследования свойств ПКИ - этой же коллаборацией для анализа энергетического спектра протонов.

2. Специализированный компьютерный код "Алтай" с 1991 г. по настоящее время используется черенковской группой коллаборации НЕС11А. Посредством этого кода сформированы обширные банки случайных реализаций черенковских образов (сотни тысяч событий), на базе которых рассчитываются физические характеристики системы АЧТ (эффективные площади регистрации, скорости счета событий, энергетическое и угловое разрешения, эффективности отбора ливней и т.д.), необходимые для обработки наблюдательных данных.

3. Разработанные компьютерные программы использовались (или используются) в процессе реализации следующих проектов: спутниковые 7-телескопы высокой энергии Гамма-1 и Гамма-400; атмосферный черенковский 7-телескоп ЕрФИ; система АЧТ коллаборадии HESS; комплексная установка CASA (США) для регистрации космического 7-излучения ультравысокой энергии.

4. Результаты численных расчетов, представленные в диссертации, использовались в НИИ ЯФ МГУ, ФИ РАН, ИКФИА РАН, НИИ ПФ ИГУ, ЕрФИ, а также в зарубежных научно-исследовательских центрах Великобритании, Франции, Германии, Италии и ряда других стран.

Основные результаты, представленные к защите:

1. Метод расчета многомерных характеристик каскадных процессов с большим числом вторичных частиц - полуаналитический метод Монте-Карло, основанный на использовании аппарата сопряженных каскадных уравнений, сохраняющий такие преимущества имитационного метода Монте-Карло, как последовательный учет многомерной структуры каскадного процесса, возможность точного учета геометрии среды и свойств детекторов, и обеспечивающий низкую трудоемкость вычислений, слабо (логарифмически) зависящую от первичной энергии. Практическая реализация метода для расчетов средних значений многомерных характеристик ЭФК.

2. Результаты расчетов полуаналитическим методом Монте-Карло многомерных характеристик ЭФК (функций пространственного распределения потока электронов, энергопотерь в сцинтилляторе и потока энергии, характеристик альбедных фотонов) с энергией до 107 ГэВ в атмосфере и плотных средах, полученные без использования приближения малых углов, с учетом рассеяния частиц во всех элементарных процессах и их взаимодействий с детектором.

3. Вывод о возможности эффективного подавления фона космического излучения на атмосферных черенковских 7-телескопах по различиям в величине флуктуаций характеристик черенковского излучения атмосферных ливней, инициированных 7-квантами и частицами ПКИ. Численные данные об эффективности режекции фона космических лучей по величине флуктуаций интенсивности света в черенковском образе ШАЛ, флуктуаций формы фронта черенковского излучения, а также флуктуаций во временном распределении черенковского света.

4. Численные данные об эффективных площадях регистрации и скоростях счета событий АЧТ, результаты анализа зависимости этих величин от энергии и типа первичной частицы (7-квант, протон, ядро), направления прихода ШАЛ, конфигурации многоканальной камеры, а также критериев отбора событий. Метод определения величины интегрального потока источников 7-излучения, основанный на расчетных значениях скоростей счета АЧТ.

5. Результаты теоретических исследований свойств систем АЧТ, состоящих из 7-телескопов с относительно небольшим размером зеркала (до 10 м2), разнесенных на большие расстояния (до 500 м) и оснащенных широкоугольными (до 8 — 9°) многоканальными камерами с умеренным размером пиксела (0.3 — 0.5°). Вывод о том, что в области энергий Еу > 10 ТэВ система таких телескопов может обеспечить существенно более высокую, по сравнению с традиционными системами АЧТ (HEGRA, HESS, VERITAS), скорость счета полезных событий (в десятки и более раз), эффективную режекцию фона космических лучей по параметрам формы черенковских образов, хорошие угловое (до нескольких угловых минут) и энергетическое 20%) разрешения.

6. Метод исследования массового состава первичного космического излучения в области энергий Е > 1 Тэв/ядро, основанный на анализе черенковских образов атмосферных ливней, регистрируемых системой АЧТ, позволяющий использовать обширные банки фоновых событий, накопленные в 7-астрономических наблюдениях (десятки миллионов событий), и обеспечивающий, по сравнению с баллонными и спутниковыми экспериментами, существенно лучшую (в 103 и более раз) статистику результатов измерений. Численные данные об эффективности разделения различных групп ядер с помощью системы АЧТ, вывод о высокой эффективности такого разделения. Оценки интегрального потока протонной компоненты ПКИ с энергией Е > 1,5 ТэВ и показателя дифференциального энергетического спектра протонов в области энергий около ТэВ, основанные на применении метода к результатам наблюдений коллаборации НЕС11А.

Апробация работы. Результаты проведенных в диссертации исследований представлены на 11 Международных (1977-1997), 3 Европейских и б Всесоюзных (Всероссийских) конференциях по космическим лучам, 2 Международных семинарах по 7-астрономии сверхвысокой энергии (1989, 1993), 2 Международных симпозиумах по взаимодействиям космических лучей сверхвысокой энергии (1987, 1996), 4 Всесоюзных совещаниях по методу Монте-Карло и 4 Всесоюзных конференциях по защите от ионизирующих излучений ядернотехнических установок. Эти результаты докладывались на научных семинарах в ПИИ ЯФ МГУ, ФИ РАН, ИКИ РАН, НИИ ПФ ИГУ, НИИ космической физики (Милан), Центре ядерных исследований (Карлсруэ, Германия), Астрофизической обсерватории им.Уиппла (Тус-сон, США), физико-техническом факультете АГУ, а также многократно на рабочих совещаниях атмосферной черенковской группы коллаборации НЕС11А (Киль, Гейдельберг, 1991-2000).

Публикации. По результатам исследований опубликовано около 100 научных работ, вышедших в отечественных и зарубежных журналах, трудах международных и российских конференций, а также препринтах ведущих научных центров.

Структура работы. Диссертация состоит из 4 глав и заключения.

В первой главе описываются новые подходы к расчету характеристик каскадных процессов: полуаналитический метод Монте-Карло, специализированный компьютерный код "Алтай", предназначенный для целей 7-астрономического эксперимента, численный метод решения сопряженных каскадных уравнений; обсуждаются эффективность разработанных вычислительных схем и достоверность результатов вычислений.

Вторая глава посвящена изложению результатов расчетов полуаналитическим методом Монте-Карло многомерных характеристик ЭФК сверхвысокой энергии. Рассматриваются пространственное распределение частиц ЭФК в атмосфере, альбедо фотонов ЭФК для полубесконечной плотной среды, а также черенковское излучение ЭФК в воде.

Третья глава диссертации посвящена обсуждению результатов теоретических исследований свойств атмосферных черенковских телескопов. Обсуждаются режекция фона ПКИ, эффективная площадь регистрации и скорости счета событий АЧТ, проблема оптимизации параметров многоканальной камеры АЧТ, а также возможности применения систем АЧТ для регистрации 7-излучения с энергией Е1 > 10 ТэВ.

В четвертой главе обсуждаются возможности применения атмосферных черенковских телескопов для исследования свойств первичного космического излучения. Представлены первые результаты для интегрального потока и дифференциального энергетического спектра протонов ПКИ, полученные по наблюдательным данным коллаборации НЕС11А.

В заключении сформулированы основные результаты работы.

Заключение диссертации по теме «Физика атомного ядра и элементарных частиц», Пляшешников, Александр Васильевич

Основные результаты исследований, представленные в Главе 4, опубликованы в работах [148,185-187].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработан новый подход к расчету многомерных характеристик каскадных процессов с большим числом вторичных частиц - полуаналитический метод Монте-Карло, обеспечивающий низкую трудоемкость вычислений, слабо зависящую от первичной энергии. Осуществлена практическая реализация ПАМК для расчетов средних значений многомерных характеристик ЭФК сверхвысокой энергии. В частности, выведена специальная система сопряженных каскадных уравнений для набора дифференциальных плотностей источника низкоэнерге-тичных электронов и фотонов, получено решение этой системы. Разработаны алгоритмы розыгрыша фазовых координат частиц "воображаемого" источника, проанализирован выбор оптимальных значений рабочих параметров метода, произведено сопоставление трудоемкости вычислений ПАМК с другими подходами.

2. Создан специализированный комплекс компьютерных программ "Алтай", предназначенный для моделирования атмосферных ливней сверхвысокой энергии, генерированых 7-квантами, протонами и ядрами в диапазоне первичных энергий 0,1 — 103 ТэВ. Основными особенностями комплекса являются ускорение вычислений за счет использования специального набора распределений многократного рассеяния электронов, корректный и, в то же время, экономичный способ учета флуктуаций в числе регистрируемых черенковских фотонов, а также моделирование процессов регистрации черенковского света атмосферным 7-телескопом с учетом его конструктивных особенностей.

3. Впервые расчетные данные для функций пространственного распределения потока электронов, потока энергии и энергопотерь в сцинтилля-торе в ЭФК сверхвысокой энергии (до 107 ГэВ) в атмосфере получены без использования приближения малых углов, а также с учетом рассеяния каскадных частиц во всех процессах взаимодействия. Показано, что на форму ФПР существенное влияние оказывают каскадные фотоны, рассеянные на большие углы в комптоновских взаимодействиях. Установлена область применения приближения малых углов при описании развития ЭФК в атмосфере. Сделан вывод о том, что неучет влияния переходного эффекта в сцинтилляторе может привести для ЭФК сверхвысокой энергии к существенной погрешности (до ~ 40%) в определении ФПР .

4. Проведены детальные исследования характеристик альбедных фотонов ЭФК сверхвысокой энергии (до 107 ГэВ) таких, как полный ток фотонов , их энергетический спектр, угловое и пространственное распределения. Показано, что в свинце в области энергий Е > 10 ТэВ существенное влияние на альбедные характеристики ЭФК оказывает эффект ЛПМ. Выполнены детальные исследования свойств глубинно-углового распределения числа черенковских фотонов, испущенных ЭФК свервысокой энергии в воде. Проанализировано влияние рассеяния черенковского света на отклик детектора.

5. Разработаны эффективные методы режекции фона ПКИ по величине флуктуаций распределения интенсивности света в черенковском образе, а также по "внутренним" флуктуациям временного распределения и формы фронта черенковского излучения. Исследованы возможности многопараметрической режекции фона ПКИ с учетом различия корреляций между параметрами черенковского образа в разных классах событий.

6. Новый подход к расчету эффективных площадей регистрации и скоростей счета событий АЧТ, базирующийся на использовании банков случайных реализаций черенковских образов ШАЛ, полученных методом Монте-Карло, впервые позволил провести детальный количественный анализ зависимости этих величин от типа частицы, генерирующей ШАЛ (7-квант, протон, ядро), энергии и направления прихода атмосферного ливня, конфигурации многоканальной камеры, а также критериев отбора событий.

7. Разработана методика, позволяющая на основе расчетных данных для скоростей счета определить интегральный поток 7-излучения для источников, у которых уровень достоверности обнаружения (сг < 10) не позволяет получить детальную информацию об энергетическом спектре. Методика не требует для своей реализации измерения энергии индивидуальных ливней и обеспечивает, по сравнению с подходами, применявшимися ранее, существенно меньшую систематическую погрешность.

8. Разработан новый подход к оптимизации рабочих параметров многоканальной камеры АЧТ, базирующийся на принципе минимальности искажения черенковского образа ШАЛ. На основе этого подхода сделаны выводы об оптимальных значениях размера пиксела и угла зрения многоканальной камеры АЧТ.

9. Развит новый подход к исследованию потоков космического 7-излучения в мульти-ТэВной области энергий (> 10 ТэВ) с помощью систем АЧТ с телескопами, имеющими небольшой размер зеркала (до 10 м2), разнесенными на большие расстояния (до 500 м) и оснащенными широкоугольными (до 8 — 9°) многоканальными камерами с умеренным размером пиксела (0,3 — 0,5°). Установлено, что система таких телескопов может обеспечить высокую скорость счета 7-ливней, надежную режекцию фона ПКИ, а также хорошие угловое и энергетическое разрешения.

10. Установлено, что системы АЧТ могут быть успешно применены для исследования массового состава ПКИ в интервале первичных энергий 1 ТэВ/ядро. Найдены параметры черенковского образа, чувствительные к изменению атомного номера первичного ядра. На основе этих параметров построены критерии, позволяющие эффективно разделять ШАЛ, инициированные различными первичными ядрами. Применение метода к результатам наблюдений коллаборации НЕСЫА позволило получить данные об интегральном потоке протонов ПКИ с энергией >1,5 ТэВ и показателе энергетического спектра протонов в области энергий около 2 ТэВ.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Пляшешников, Александр Васильевич, 2000 год

1. Гинзбург B.JL, Сыроватский С.И. Происхождение космических лучей. - М.: Из-во АН СССР, 1963. - 384 с.

2. Мурзин B.C., Сарычева Л.И. Космические лучи и их взаимодействие. М.: Атомиздат, 1968. - 391 с.

3. Озерной Л.М., Прилуцкий О.Ф., Розенталь И.Л. Астрофизика высоких энергий. М.: Атомиздат, 1973. - 248 с.

4. Григоров Н.П., Раппопорт И.Д., Шестоперов В.Я. Частицы высоких энергий в космических лучах. М.: Наука, 1973. - 304 с.

5. Христиансен Г.Б., Куликов Г.В., Фомин Ю.А. Космическое излучение сверхвысокой энергии. М.: Атомиздат, 1975. - 256 с.

6. Иваненко И.П., Роганова Т.М. Каскадные ливни, вызываемые частицами сверхвысокой энергии. М.: Наука, 1983. -144 с.

7. Никольский С.И. Энергетический спектр и ядерный состав первичных космических лучей // Проблемы физики космических лучей: Сб.ст. М.: Наука, 1987. - С.226-241.

8. Дьяконов М.Н., Егоров Т.А., Ефимов H.H. и др. Космическое излучение предельно высокой энергии. -Новосибирск: Наука, 1991. 252 с.

9. Гинзбург В.Л. Происхождение космических лучей (сорок лет спустя) // УФН. 1993. - Т.163(7). - С.45-50.

10. Верезинский B.C., Буланов С.В., Гинзбург B.JI. и др. Астрофизика космических лучей. М.: Наука, 1990. - 528 с.

11. Ramana Murthy P.V., Wolfendale A.W. Gamma Ray Astronomy. Sec. Ed. Cambridge University Press, 1993. - 261 p.

12. Kalmykov N.N., Khristiansen G.B. Cosmis Rays of superhigh and ultrahigh energies // J.Phys.G: Nucl. Part. Phys. 1995. - V.21. - P.1279-1301.

13. Wdowchyk J. Mass composition of primary cosmic rays in the range 1014 — 1017 eV // J.Phys.G: Nucl. Part. Phys. 1994. - V.20. - P. 1001-1015.

14. Gaisser Т.К., Halzen F., Stanev T. Particle astrophysics with high energy neutrino // Phys. Rep. 1995. - V.258. - P.173-236.

15. Aharonian F.A., Akerlof C.W. Gamma ray astronomy with imaging atmospheric Cherenkov telescopes // Annu. Rev. Nucl. Part. Sci. 1997. -V.47. - P.273-314.

16. Longair S.L. High Energy Astrophysics. Sec.Ed. V.l-2. Cambridge University Press, 1997.

17. Асейкин B.C., Бобова В.П. и др. Пространственное распределение электронной компоненты на расстояниях до 200 м от оси ШАЛ с полным числом частиц больше 2 • 105 на уровне гор / / Труды ФИ АН. 1979. - Т.109. - С.3-29.

18. Артамонов В.П., Афанасьев Б.Н., Глушков А.В. и др. Современное состояние и перспективы Якутской комплексной установки ШАЛ // Изв. РАН. Сер.физ. 1994. Т.58. - С.92-97.

19. Lawrence М.А., Reid R.J.О., Watson A.A. The cosmic ray energy spectrum above 4 • 1017 eV as measured by the Haverah Park array // J.Phys.G.: Nucl. Part. Phys. 1991. - V.17. - P.733-757.

20. Chiba H., Hashimoto К., Hayashida N. et.al. Akeno giant air shower array (AGASA) covering 100 km2 area // Nucl. Instr. Meth. A. 1997. - V.385.- P.338-349.

21. Христиансен Г.Б., Фомин Ю.А., Хренов Б.А. и др. Установка "Шал-1000" (статус 1992 г.) // Изв. РАН. Сер.физ. 1993. - Т.57. - No4. -С.94-98.

22. Атрашкевич Б.Д., Бескровный А.А., Веденеев О.В. и др. Перспективы изучения космического излучения сверхвысокой энергии на установке ШАЛ-1000 // Изв.Ран. Сер.Физ. 1999. Т.бЗ. - No3. - С.534-537.

23. The Auger Collaboration. Pierre Auger Project. Design Report. October, 1995. - 252 p.

24. Watson A.A. The highest energy cosmic rays and the Auger Project // Nucl.Phys.B. (Proc.Suppl.) 1998. - 60B. - P.171-180.

25. Cassiday G.L. et.al. Proposal to Construct a High Resolution Fly's Eye Detector. Utah, 1990. - 87 p.

26. Belolaptikov L.A., Bezrukov L.B., Borisovets B.A. et.al. The Baikal underwater neutrino telescope: Design, performance and first results // As-tropart. Phys. 1997. - V.7. - P.263-282.

27. Wishnewsky R., Andres E., Askebjer P et.al. The AMANDA neutrino detector // Nucl. Phys. В 1999. - V.75. - P.412-414.

28. Nikolsky S.I., Sinitsyna V.G. Investigation of 7-sources by mirror telescopes // Proc. Int. Workshop on VHE 7-ray astronomy, Crimea. 1989.- P.ll-20.

29. Vladimirsky B.M., Zyskin Yu.L., Neshpor Yu.I. et.el. Cherenkov 7-telescope GT-48 of the Crimean Astrophysical Observatory // Proc. Int. Workshop on VHE 7-ray astronomy, Crimea. 1989. - P.21-29.

30. The Whipple 7-ray Observatory Home Page, /http: //egret.sao.ari-zona.edu/ index.html

31. The HEGRA Collaboration Home Page, /http: //eu6.mpi-hd.mpg.de/ CT/ welcome.html

32. The CANGOROO Home Page, /http://www.physics.adelaide.edu.au /astrophysics/cangoroo.html

33. The VERITAS Home Page, /http: //egret.sao.arizona.edu /vhegra /vhe-gra.html

34. Hofmann W. // Towards a Major Atmospheric Cherenkov Detector, South Africa. 1997. - p.433.

35. Глушков A.B., Правдин М.И., Слепцов И.Е. и др. Электроны и мюоны в ШАЛ с Eq > 3 х 1017 эВ по данным Якутской установки и модели QGSJET // Ядерная физика. 2000. - Т.63(8). С.1557-1568.

36. Беляев А.А., Иваненко И.П., Каневский Б.Л. и др. Электронно-фотонные каскады в космических лучах при сверхвысоких энергиях. М.: Наука., 1980. - 306 с.

37. Stanev Т., Vankov Н.Р. Hibrid simulations of electromagnetic cascades // Atropart. Phys. 1994. - V.35-42 - P.35.

38. A .Van Ginneken. Preprint Fermilab Fn-309. 1978. - 32 p.

39. Hillas A.M. Shower simulation: Lessons from MOCCA // Nucl.Phys. B. (Proc. Suppl.). 1997. - 52B. - P.29-42.

40. Лаппа А.В. Статистические методы решения неаддитивных задач теории переноса. Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. Санкт-Петербург, 1994.

41. Heck D., Knapp J., Capdevielle J.N. The CORSIKA Air Shower Simulation Program. // FZKA Report 6019, Karlsruhe. - 1998.

42. Sciutto S.J. AIRES: A system for air shower simulations. Vers.2.2.0. astro-ph/9911137. Nov.1999. - 187 p.

43. Plyasheshnikov A.V., Vorobiev K.V. The algorithm of calculation of extremely high energy electromagnetic cascade parameters by the Monte-Carlo method // Proc. 17 ICRC, Paris. 1981. - V.5. - P.206-209.

44. Пляшешников A.B., Воробьев К.В. Полуаналитический метод Монте-Карло в расчетах переноса электромагнитных каскадов высоких и сверхвысоких энергий // Депонировано в ВИНИТИ. No. 1781-82-Деп 1982. - 96 с.

45. Пляшешников А.В., Воробьев К.В. Модификация метода Монте-Карло для расчета ЭФК высоких и сверхвысоких энергий // Труды III Всесоюзной конференции по защите от ионизирующих излучений. Тбилиси. 1983. - с.139-147.

46. Пляшешников А.В., Воробьев К.В. Модификация метода Монте-Карло в расчетах каскадных процессов сверхвысоких энергий // Препринт ИФВЭ, Алма-Ата. 1983. - No.83-12. -4с.

47. Plyasheshnikov A.V., Vorobiev K.V. The semianalytical Monte Carlo method in calculations of high energy electromagnetic cascades // Proc. 18th ICRC, Bangalor. 1983.- V.ll. - P.73-76.

48. Пляшешников A.B., Учайкин B.B. Метод итерации источников в астрофизике высоких энергий // Труды XIII Всесоюзного совещания по методам Монте-Карло, Новосибирск. 1991. - С.60-63.

49. Konopelko А.К., Plyasheshnikov A.V. Semianalytical Monte Carlo method and simulation of extremely high energy electromagnetic air showers // Nucl.Phys.B (Proc. Suppl.) 1997. - 52B. - P.152-157.

50. Учайкин B.B., Рыжов B.B. Стохастическая теория переноса частиц высоких энергий. Новосибирск: Наука, 1988. - 201 с.

51. Хаякава С. Физика Космических лучей. Т.1. М.: Мир, 1973. - 701 с.

52. Иваненко И.П. Электромагнитные каскадные процессы. М.: Из-во МГУ, 1972. - 175 с.

53. Nishimura J. Theory of cascade showers // Handbuch der Physik, Berlin.- 1967. В.46/2. -P.3-114.

54. Лагутин A.A., Мелентьева B.B., Пляшешников A.B. Пространственно-временная структура электронно-фотонных каскадов // Изв. РАН Сер.физ. 1997. - Т.61. - С.149-151.

55. Соболь» И.М. Численные методы Монте-Карло. М.: Наука, 1973. -311 с.

56. Учайкин В.В., Лагутин A.A., Пляшешников A.B. О флуктуациях числа частиц в электромагнитном каскаде // Ядерная физика. 1979.- Т.ЗО. С.429-436.

57. Lagutin A.A., Plyasheshnikov A.V., Uchaikin V.V. The calculation of fluctuations of electromagnetic cascade characteristics // Proc. 16 ICRC, Kyoto. 1979. - V.7. - P.7-12.

58. Конопелько A.K., Пляшешников A.B., Шмидт A.A. Численный анализ черенковского излучения атмосферных ливней, инициированных 7-квантами и протонами сверхвысоких энергий // Препринт ФИАН.- 1992. No.6. - 48с.

59. Konopelko А.К., Plyasheshnikov A.V. ALTAI: computational code for simulations of TeV air showers as observed with the ground-based imaging atmospheric Cherenkov telescopes // Nucl.Instr. Meth.A 2000. - V.450.- P.419-429.

60. Барашенков B.C., Тонеев В.Д. Взаимодействия высокоэнергетичных частиц с атомными ядрами. М.: Атомиздат, 1972. - 648с.

61. Мурзин B.C. Введение в физику космических лучей. М.: Атомиздат, 1979. - 304 с.

62. Распространение ионизирующих излучений в воздухе. Под ред.

63. B.И.Кухтевича и В.П.Машковича. М.: Атомиздат, 1979. - 216 с.

64. Зыскин Ю.Л. Угловые и спектральные характеристики черепковского излучения ШАЛ и их применение в 7-астрономии сверхвысокой энергии. Дисс. на соискание ученой степени к.ф.-м.н. Крым, 1988.

65. Алавердян А.Ю., Воробьев С.П., Мирзафатимов P.M. и др. Результаты наблюдений 7-источников Лебедь Х-3, Маркарян-421 и Крабо-видной туманности в области энергий выше 1012 эВ // Изв. РАН. Сер.физ. 1997. - Т.61. - С.603-608.

66. Бахрамов О.Б., Бекренев О.В, Кратенко Ю.П. и др. Световая связь для управления совместной работой наземных черенковских 7-телескопов выше 1012 эВ // Изв. РАН. Сер.физ. 1997. - Т.61.1. C.620-622.

67. Konopelko А.К., Hemberger М. et.al. Performance of the stereoscopic system of the HEGRA imaging telescopes: Monte Carlo simulations and observations // Astropart. Phys. 1999. - V.10. - P.275-289.

68. Punch M. Image analysis at Whipple and the "supercuts" technique // Towards a Major Atmospheric Cherenkov Detector. Ed. by T.Kifune. Tokyo, Univ. Acad. Press, 1994. P.163-170.

69. Акимов В.В., Блохинцев И.Д., Воробьев К.В., Козлов В.Д., Наан Г.Г., Нестеров В.Е., Пляшешников А.В., Хохлов М.З. Методика расчета физических характеристик 7-телескопа "Гамма-1" // Препринт ИКИ АН СССР. 1981. - No.681. - 50 с.

70. Пляшешников А.В. Модель группировки малых передач энергии в расчетах полей электронов методом Монте-Карло. Дисс. на соискание ученой степени к.ф.-м.н. Томск, 1974. - 135 с.

71. Пляшешников А.В., Кольчужкин A.M. Модель группировки малых передач энергии в теории переноса электронов // Известия ВУЗов. Физика. 1975. - No.l. - С.81-85.

72. Кольчужкин A.M., Учайкин В.В. Введение в теорию прохождения частиц через вещество. М.: Атомиздат, 1978. - 256 с.

73. Кольчужкин A.M., Пляшешников А.В. Радиальное распределение потока электронов от точечного мононаправленного источника // Атомная энергия. 1975. - Т.38. - С.327.

74. Nelson W.R., Hirayama Н., Rogers D. The EGS-4 Code System. Preprint SLAC-265. Standford. 1985. -304 p.

75. Lagutin A.A., Plyasheshnikov A.V., UchaikinV.V., Vetoshkin V.V. The calculation of fluctuations of the electron range corresponding to an infinite thickness layer // Proc. 15 ICRC, Plovdiv. 1977. - V.7. - P.496-501.

76. Lagutin A.A., Plyasheshnikov A.V., Uchaikin V.V., Vetoshkin V.V. The calculational technique for the electron range corresponding to a finite thickness layer // Proc. 15 ICRC, Plovdiv. 1977. - V.7. - P.502-507.

77. Учайкин B.B., Пляшешников A.B., Лагутин А.А., Ветошкин В.В. Численный метод расчета флуктуаций пробега заряженных частиц // Известия ВУЗов. Физика. 1978. - No.4 - С. 27-30.

78. Plyasheshnikov A.V., Lagutin A.A., Uchaikin V.V. The numerical method of solution of one-dimensional adjoint equations of the cascade theory // Proc. 16th ICRC, Kyoto. 1979. - V.7. - P.l-6.

79. Plyasheshnikov A.V., Lagutin A.A., Uchaikin V.V. The numerical method of calculation of the radial distribution of electromagnetic cascade particles // Proc. 16th ICRC, Kyoto. 1979. - V.7. - P.13-17.

80. Лагутин А.А., Пляшешников A.B., Учайкин B.B. Метод сопряженных уравнений в каскадной теории // Известия ВУЗов. Физика. -1979. No.10. - с. Ill (реферат). Полный текст: ВИНИТИ - 3375/79. -59с.

81. Ветошкин В.В., Пляшешников А.В., Учайкин В.В. Применение сопряженных уравнений к расчету переноса частиц высоких энергий // Труды III Всесоюзной конференции по защите от ионизирующих излучений, Тбилиси. 1983. - С.75-87.

82. Kolchuzhkin A.M., Bespalov V.I. The investigation of electron-photon showers by Monte carlo method // Proc. 16th ICRC, Kyoto. 1979. -V.9. - P.222-227.

83. Hillas A.M. Cherenkov light images of EAS produced by primary 7-quanta and by nuclei. // Proc. 19th ICRC, La Jolla. 1985. - V.3. - P.445-449.

84. Mirzoian R., Kankanian R. et.al. (HERGA Collaboration). The first telescope of the HEGRA air Cherenkov imaging telescope array // Nucl. Insrt. Meth. A. 1994. - V.342. - P.513-526.

85. Hotta N., Munukata H., Sakata M. et. al. Three Dimensional Development of Cascade Showers Induced by 50, 100, 300 GeV Electrons. // Phys. Rev. 1980. - V.22. - P.l-12.

86. Okamoto M., Shibata T. A New Approach to the Energy Determination of Electron-Photon Showers Detected in Emulsion Chamber. // Proc. 17th ICRC. 1981. - V.5. - P.214-217.

87. Singh S., Rao M.V.S. // Proc. 19th ICRC, La Jolla. 1985. - V.4. -P.239.

88. Rieke G.H. // Acta Phys. Scien. Hung. Suppl. 1970. - V.3. - P.601.

89. Беленький С.З. Лавинные процессы в космических лучах. М.: Госте-хиздат, 1948. 247 с.

90. Беляев А.А., Гужавин В.В., Иваненко И.П. Многогрупповой метод в теории электронно-фотонных ливней // Препринт ФИАН. 1975. -No.34. - 37 с.

91. Adler D., Fuchs В., Thielheim К.О. Numerical integration of electromagnetic cascade equations. Discussion of Results for air, copper, iron and lead // Proc. 15th ICRC, Plovdiv. 1977. - V.7. - P.466-471.

92. Деденко Л.Г., Никольский С.И., Стаменов И.Н. О пространственном распределении электронов в широких атмосферных ливнях // Краткие сообщения по физике. ФИАН СССР. 1976. - No.l. - С.ЗО.

93. Allan N.R. et.el. The width of electron-photon cascades in air // Proc. 14th ICRC, Munich. 1975. - V.6. - P.3071-3076.

94. Hillas A.M., Lapikens J. Electron-photon cascades in atmocphere and detectors // Proc. 15th ICRC, Plovdiv. 1977. - V.8. - P.460-465.

95. Lagutin A.A., Plyasheshnikov A.V., Uchaikin V.V. The radial distribution of electromagnetic cascade particles in air // Proc. 16th ICRC, Kyoto. -1979. V.7. - P.18-23.

96. Lagutin A.A., Plyasheshnikov A.V., Uchaikin V.V., Vetoshkin V.V. The spacial distribution of electromagnetic cascade particles in air // Proc. 17th ICRC, Paris. 1981. - V.5. - P.194-197.

97. Воробьев К.В., Пляшещников А.В., Учайкин В.В. Радиальное распределение полного числа электронов в атмосфере // Изв. АН СССР. Сер.физ. 1982. - Т.46. - С.2437-2439.

98. Konopelko A.K., Litvinov V.A., Plyasheshnikov A.V., Uchaikin V.V., Ve-toshkin V.V., Vorobiev K.V. The lateral development of extremely high energy electron-photon cascade in the atmosphere // Proc. 20th ICRC, Moscow. 1987. - V.5. - P.395-397.

99. Пляшешников А.В., Воробьев К.В., Конопелько А.К. Исследование трехмерного развития ЭФК высокой энергии в атмосфере // Деп. в ВИНИТИ. 1987. - No.7814/1387. - 50 с.

100. Plyasheshnikov A.V., Konopelko А.К., Vorobiev K.V. The three-dimensional development of high energy electromagnrtic cascades in the atmosphere // Preprint of P.N.Lebedev Physical Institute. 1988. -No.92.- 48 p.

101. Гончаров А.И., Конопелько A.K., Лагутин А.А., Пляшешников A.B., Черняев Г.В. Пространственное распределение электронов ШАЛ на больших расстояниях от оси ливня // Изв. АН СССР. Сер. физ. -1991. Т.55. - С.724-726.

102. Гончаров А.И. Пространственные характеристики электронно-фотонных ливней в атмосфере Земли. Дисс. на соискание уч. ст. к.ф-м.н. Томск, 1991. - 146 с.

103. Lagutin A.A., Plyasheshnikov A.V., Melentieva V.V. A new scaling property of the electron lateral distribution in air showers // Proc. 25th ICRC, Durban. 1997. - V.6. - P.289-292.

104. Lagutin A.A., Plyasheshnikov A.V., Goncharov A.I. The lateral distribution of electrons in the electromagnetic air shower // Nucl.Phys.B (Proc.Supl.) 1998. - 60B. - P.161-167.

105. Hillas A.M. Results of Monte Carlo simulations of electron-photon cascades in the atmosphere and in detectors // Proc. 17th ICRC, Paris. -1981. V.6. - P.244-247.

106. Hillas A.M. Calculated time structure of air shower fronts and fluctuation in triggering delay. // Proc. 20th ICRC, Moscow. 1987. - V.6. - P.432-435.

107. Гончаров А.И., Конопелько A.K., Пляшешников A.B., Учайкин В.В. Влияние детектора на форму пространственного распределения частиц электромагнитного каскада в атмосфере // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1989. - Т.53. - С.329-331.

108. Довженко О.И. // ЖЭТФ. I960. - Т.39. - С.1686.

109. Gaisser Т.К., Protheroe R.J. et. al. Cosmis ray showers and particle physics at energies 1015 1018 eV // Rew. Mod. Phys. 1978. - V.50. -P.859-880.

110. Procureur J. et. al. Extensive air showers initiated by 7-quanta with en-rgies 102 -f- 103 TeV // J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 1987. - V.13. -P.1579-1584.

111. Danilova J.V., Erlykin A.D. Influence of the finite primary energy on the properties of EAS electromagnetic component // Proc. 18th ICRC, Bangalore. 1983. - V.6. - P.37-40.

112. Коллаборация "KASCADE". Эксперимент "КАСКАД". Статус 1996 г. // Известия РАН. Сер.Физ. 1997. - Т.61. - С.491-495.

113. Ivanenko I.P. et. al. Energy spectrum and cosmic ray composition in the region of energies higher than 1 TeV investigated onboard the Cosmos-1543 and Cosmos-1713 sattelites. // Proc. 21st ICRC, Adelaida. 1990. - V.3. - P.77-79.

114. Kanbach G., Bertch D., Favale A. et. al. The project EGRET on NASA's 7-ray observatory GRO. // Space Sci. Rev. 1988. - V.49. - P.69.

115. Golynskaia R.M., Hein L.A., Plyasheshnikov A.V., Vorobiev K.V. The electromagnetic component of albedo from super high energy cascade in the dense media // Proc. 19th ICRC, La Jolla. 1985. - V.6. - P.380-383.

116. Khein L.A., Plyasheshnikov A.V. Albedo of photons in high energy electromagnetic and hadronic cascades // Nucl. Instr. Meth. A 1994. -V.342. - P.451-457.

117. Nagel H.H. Electron-Photon-Kaskade in Blei. Monte-Carlo Rechnungen für Primär Electronen Energien zwischen 100 und 1000 MeV. // Z. für Phys. 1965. - V.186. - P.319.

118. Bespalov V.l., Kolchuzhkin A.M. // Proc. 17th ICRC, Paris. 1981. -V.5. - P.187.

119. Шабельский Ю.М. Инклюзивные спектры частиц а рА и 7гА соуда-раниях в модели кварк-глюонных струн // Ядерная физика. 1986. - Т.44. - С.186-196.

120. Пляшешников A.B., Лагутин A.A., Конопелько А.К. Черенковское излучение электроно-фотонных каскадов в воде // Препринт АГУ, Барнаул. 1997. - No.97/2. - 27 с.

121. Plyasheshnikov A.V., Lagutin A.A., Misaki A., Tiumentsev A. Cherenkov radiation of electron-photon cascades in water // Известия АГУ. Специальный выпуск. Барнаул. 1998. - С.47-58.

122. Бугаев Э.В. и др. // Препринт ИЯИ П-0508, Москва. 1987.

123. Vacanti G., Cawley M.F., Colombo Е. et.al. Gamma-ray observations of Crab Nebula at TeV energies // Astrophys.J. 1991. - V.377. - P.467-479.

124. Зацепин В.И., Чудаков А.Е. Пространственное распределение интенсивности черенковского света от широких атмосферных ливней // ЖЭТФ. 1962. - Т.42. - С.1622-1646.

125. Зацепин В.И. // ЖЭТФ. 1964. - Т.47. - С.689.

126. Porter N.A., Weekes Т.С. 7-ray astronomy from 1011 to 1014 eV using the atmosphere Cherenkov technique // Preprint SAO. 1978. - No.381. -78p.

127. Turver K.E., Weekes T.C. 7-rays above 100 Gev. // Phil. Trans. R. Soc. Ser. A., London. 1981. - V. 301. — P. 615.

128. Cawley M.F. et.al. The Whipple Observatory for high energy 7-ray astronomy // Proc. Int. Workshop on VHE 7-ray astronomy, Ootacamund. 1982. - P. 292-294.

129. Степанян А.А., Фомин В.П., Владимирский Б.М. Метод разделения вспышек от 7-квантов от протонно-ядерного компонента космических лучей // Изв. КрАО АН СССР. -1983. Т. 86. — С. 234-241.

130. Weekes T.C. A fast large aperture camera for VHE 7-ray astronomy // Proc. 17-th ICRC, Paris. 1981. - V. 8. - P. 34-37.

131. Plyasheshnikov A.V., Bignami G.F. Investigation on the effectiveness of VHE 7-ray astronomy technique based on imaging of Cherenkov light flashes // Nuov. Cim. 1985. - 8C/1. — P. 39-54.

132. Бугаев B.B., Пляшешников А.В. Использование флуктуаций черенковского образа для отделения 7-ливней сверхвысоких энергий от ливней, инициированных первичным космическим излучением // Препринт АГУ. 1999.No.99/3. - 20 с.

133. К wok P.W., Cawley M.F., Fegan D.J. et.al. Observation of TeV 7-rays from the Crab Nebula // Astrophysical Center, Cambrige. Preprint No.2676. 1989. - 8 p.

134. Пляшешников А.В., Конопелько А.К. Оценка эффективности методов дискриминации, используемых в 7-астрономии сверхвысоких энергий // ВАНТ. Техника физ. экспер. 1988. — Т. 4(39). — С. 3846.

135. Пляшешников А.В., Конопелько А.К. Оценка эффективности методов дискриминации, используемых в 7-астрономии сверхвысоких энергий. // Материалы всесоюзной конференции по космическим лучам, Алма-Ата. 1989. - С. 95-96.

136. Plyasheshnikov A.V., Konopelko А.К. The dependence of the cosmic ray background discrimination effectiveness on the VHE 7-ray telescope parameters. // Proc. 21-st ICRC, Adelaide. 1990. - V. 4. - P. 250-253.

137. Weekes T.C. TeV gamma ray astronomy. // Nucl. Instr. Meth.A 1988. - V.264. - P. 55-63.

138. Зыскин Ю.Л. О влиянии геометрических характеристик светоприем-ников 7-телескопов на регистрируемые угловые размеры черенков-ских вспышек. // Изв. КрАО АН СССР. 1987. - Т. 77. — С. 179-189.

139. Lang M.J., Cawley M.F. et.al. Observation of TeV 7-rays from Crab Nebula using the Whipple Observatory high resolution camera. // Proc. 21-st ICRC, Adelaide. 1990. - V. 4. — P. 334-337.

140. Агаронян Ф.А., Конопелько A.K., Пляшешников А.В., Чилингарян А.А. Применение многомерного корреляционного анализа для классификации событий, регистрируемых системой черенковских телескопов. // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1991. - Т. 55. - С. 734-736.

141. Aharonian F.A., Chilingarian A.A., Konopelko А.К., Plyasheshnikov A.V. A multidimensional analysis of Cherenkov images of air showers initiated by VHE 7-quanta and protons. // Nucl. Instr. Meth.A. 1991.- V.302. P. 522-528.

142. Конопелько А.К., Пляшешников A.B., Учайкин B.B. О точности расчета флуктуаций черенковского света ШАЛ неполным методом Монте-Карло // Труды VIII Всесоюзного совещания по методам Монте-Карло, Новосибирск. 1991. - Т. 2. — С. 60-63.

143. Конопелько А.К., Литвинов В.А., Плящешников А.В., Учайкин В.В., Черняев Г.В. О флуктуациях в широких атмосферных ливнях // Изв. АН СССР. Сер. Физ. 1986. — Т. И. — С. 2211-2213.

144. Aharonian F.A., Hofmann W., Konopelko A.K., Volk H.J. The potential of ground based arrays of imaging atmospheric Cherenkov telescopes. I. Determination of shower parameters // Astropart. Phys. 1997. - V. 6.1. P. 343-368.

145. Plyasheshnikov A., Konopelko A., Aharonian F., Hemberger M., Hofman W., Volk H. Study of the cosmic ray spectrum and chemical composition by imaging air Cherenkov technique //J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. -1998. V. 24. - P. 653-672.

146. M.Ulrich, A.Daum, G.Hermann, W.Hofmann. An improved technique for the determination of shower geometry from single and stereo I ACT images // J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 1998. - V. 24. - P. 883.

147. Le Bohec S., Degrange B. et.al. A new analysis method of very high definition IACT as applied to the CAT telescope. 1998. — astro-ph/9804133.

148. Turner O.T., Hammond J.S. et.al. Analysis of 7-rays from the Crab Nebula using pulse shape discrimination // Proc. 21-st ICRC, Adelaide. 1990. -V. 2. — P. 155.

149. Aharonian F.A.,Chilingarian A.A., Mirzoian R.G., Konopelko A.K., Plyasheshnikov A.V. The system of imaging atmospheric telescopes: the new prospects for VHE 7-ray astronomy // Exp. Astr. 1993. — V. 2. — P. 331-344.

150. C.Kohler, G.Hermann, W.Hofmann, A.Konopelko, A.Plyasheshnikov. Trigger conditions and effective areas of imaging air Cherenkov telescopes // Astropart. Phys. 1996. - V. 6 . - P. 77-85.

151. Gaisser T.K. Cosmic Rays and Particle Physics. Cambridge University Press. - 1990.

152. A.Konopelko, Aharonian F.A., et.all. (HEGRA Collaboration). Detection of 7-rays above 1 TeV from the Crab Nebula by the second HEGRA imaging atmospheric Cherenkov telescope at La Palma // Astropart. Phys. -1996. — V. 4. — P. 199-215.

153. Plyasheshnikov A.V., Konopelko A.K. Determination of the VHE cosmic 7-radiation parameters on the basis of the telescope experimental data // Proc. Int. Workshop on VHE 7-ray astronomy, Crimea. 1989. — P. 115-119.

154. Plyasheshnikov A.V., Konopelko A.K. The energy estimation of VHE 7-quanta by the imaging atmospheric telescope. // Proc. Int. Workshop on VHE 7-ray astronomy, Crimea 1989. - pp. 120-124.

155. Chilingarian A.A., Konopelko A.K., Plyasheshnikov A.V. New algorithms for 7-quanta energy estimation by VHE 7-ray telescopes with the Cherenkov light imaging facilities // Proc. 22-nd ICRC, Dublin. 1991. — V. 1. — P. 480-483.

156. Mohanty G., Biller S., Carter-Lewis D.A. et.al. Measurement of TeV 7-ray spectra with the Cherenkov imaging technique // Asropart. Phys. -1998. V.9. - P.15-43.

157. Aharonian F., Heusler A., Hofmann W., Wiedner C., Konopelko A., Plyasheshnikov, Fomin V. On the optimization of multichannel cameras for imaging atmospheric Cherenkov telescopes. //J. Phys. G.: Nucl. Part. Phys. 1995. — V. 21. — P. 985-993.

158. Hillas A.M., Patterson J.R. Optimizing the design of very high energy 7-ray telescopes // Proc. NATO Adv. Res. Workshop Duhram, Reidel Pub. Comp. 1987. — P. 249-253.

159. Zyskin Yu.L., Stepanian A.A. and Kornienko A.P. The Cherenkov flashes detection efficiency dependence on the pixel size and field of view. // Towards a Major Atmospheric Cherenkov detector II, Calgary. 1993. — P. 219-225.

160. Fomin v. P., Stepanian A.A., Lamb R.C. et.al. New methods of atmospheric Cherenkov imaging for 7-ray astronomy. I. The false source method // Astropart. Phys. 1994. — V. 2. — P. 137-150.

161. Fomin V. P., Fennel S., Lamb R.C. et.al. New methods of atmospheric Cherenkov imaging for 7-ray astronomy. II. The diferential position method // Astropart. Phys. 1994. — V. 2. — P. 151-159.

162. Fomin V. , Heusler A., Plyasheshnikov A., Wiedner C., Wirth H. The angular resolution and the brightness contrast of sources for ground-based 7-ray Cherenkov telescopes. // Astropart. Phys. 1996. — V. 4. — P. 113118.

163. Tanimori T. et.al. Detection of 7-rays of up to 50 TeV from the Crab Nebula. // Astrophys. J. 1997. - V. 492 - L33.

164. Sommers P., Elbert J.W. Ultra high energy 7-ray astronomy using atmospheric Cherenkov detectors at large zenith angles. //J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 1987. — V. 13. — P. 553.

165. Konopelko A., Aharonian F., Hemberger M. et.al. Effectiveness of TeV 7-ray observations at large zenith angles with a stereoscopic system ofimaging atmospheric Cherenkov telescopes // J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 1999. - V. 25. - P. 1989-2000.

166. Plyasheshnikov A.V., Aharonian F.A., Volk H.J. On the potential of the imaging atmospheric Cherenkov technique for study of cosmic 7-rays in the energy range 10-100 TeV // J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 2000. — V. 26. — P. 183-201.

167. Schatz G., Thouw Т., Werner K. et.al. Validity of the superposition model for extensive air showers //J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 1994. — V. 20. — P. 1267-1281.

168. Данилова т. В., Ерлыкин А.Д., Прокурор Ж. Энергетическая зависимость ядерного состава первичного космического излучения в интервале 1-10 ПэВ // Ядерная Физика. 1992. — Т. 52. — No.ll — С. 2968-2988.

169. Zatsepin V. I., Zamchalova Е.А., Varkovitskaya A.Yu. et.al. Energy spectra of primary protons and other nuclei in energy region 10-100 TeV/nucleus // Proc. 23-rd ICRC, Calgary. 1993. — V. 2. — P. 13-16.

170. Ivanenko I.P., Shestoperov V. Ya., Chikova L.O. et.al. Energy spectra of cosmic rays above 2 TeV as measured by the "SOKOL" apparatus // Proc. 23-rd ICRC, Calgary. 1993. - V. 2. - P. 17-20.

171. Asakimori K., Burnett Т.Н., Cherry M.L. et.al. Cosmic ray composition and spectra: (I). Protons. The JACEE Collaboration // Proc. 23-rd ICRC, Calgary. 1993. - V. 2. - P. 21-24.

172. Asakimori K., Burnett Т.Н., Cherry M.L. et.al. Cosmic ray composition and spectra: (II). Z>2. The JACEE Collaboration // Proc. 23-rd ICRC, Calgary. 1993. - V. 2. - P. 25-29.

173. Атрашкевич В.В., Веденеев О.В., Калмыков Н.Н. и др. Массовый состав первичных космических лучей в области излома энергетического спектра // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1994. - Т. 58. - С. 45-53.

174. Адамов Д.С., Данилова т. В., Ерлыкин А.Д. Совместный анализ электронно-фотонной, мюонной и адронной компонент ШАЛ для исследования массового состава первичных космических лучей. // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1994. - Т. 58. - С. 54-57.

175. Воеводский А.В., Петков В.В., Цябук А.Л. Химический состав первичных космических лучей в области энергий 1015 —1016 эВ по данным Баксанской нейтринной обсерватории // Изв. АН СССР. Сер. физ. -1993. — Т. 57. — С. 117-120.

176. Antonov R.A., Anokhina A.M., Galkin v. I. et. al. The new Tien-Shan atmospheric Cherenkov telescope (TACT). Contemporary atatus: all-particle spectrum measured // Astropart. Phys. 1995. - V. 3. - P. 231238.

177. Swordy S. Measurements of cosmic ray composition above 1014 eV // Proc. 23-th ICRC, Calgary. 1993. - V. 2. — P. 125-128.

178. Lindner A. A new method to reconstruct the energy and determine the composition of cosmic rays from the measurement of Cherenkov light and particles densities in extensive air showers // Astropart. Phys. 1998. — V. 8. — P. 235-252.

179. Plyasheshnikov A.V. , Aharonian F.A., Hemberger M., Hofmann W., Konopelko A.K., Volk H. Imaging air Cherenkov technique and mass composition of primary cosmic rays. // Известия АГУ. Спец. выпуск, Барнаул 1998. - С. 67-78.

180. Konopelko А.К., Plyasheshnikov A.V., Aharonian F.A., Hemberger М., Hofmann W., Volk H. Study on the cosmic ray spectrum and chemicalcomposition using the imaging air Cherenkov technique // Proc. 25-th ICRC, Durban. 1997. - V. 7. - P. 137-140.

181. Aharonian F.A., Akhperjanian A.J., et.al. (HEGRA Collaboration). Cosmic ray proton spectrum determined with the imaging atmospheric Cherenkov technique // Phys. Rev. D. 1999. - V. 59. — P. 0920031-092003-11.

182. Simon M. et. al. Cosmic ray spectra of boron to iron nuclei above 100 GeV/nucleon // Proc. 16th ICRC, Kyoto. 1979. - V.l. - P.352.

183. Wiebel W. Chemical composition in high energy cosmic rays // Preprint WUB-95-08, Wuppertal. 1994. — 47 p.

184. Shibata T. Cosmic-ray spectrum and composition; direct observation // Nuovo Cim. 1996. — V. 19/5. - P. 713-736.

185. Capdevielle J., Gabriel P., Gils H et.al. The Karlsruhe Extensive Air Shower Simulation Code CORSIKA. Prepr. KfK 4998 of Karlsruhe Kernforschungszentrum. 1992. — 54 p.

186. Hillas A.M. Inclusive cross-sections for production of secondary particles in high energy hadron collisions // Proc. 16th ICRC, Kyoto. -1979. V.6. - P.13-18.