Космические лучи предельно высоких энергий

Тип работы:
Диссертация
Предмет:
Физико-математические науки
Страниц:
98


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Актуальность темы

Космические лучи (КЛ) предельно высоких энергий (ПВЭ) привлекают особое внимание начиная с 1966 г., когда Грейзен [1], Зацепин и Кузьмин [2] предсказали обрезание спектра протонов от далеких источников при энергиях выше ~ 6−1019 эВ (ГЗК-порог) в результате взаимодействия с реликтовыми фотонами.

Поток КЛ с энергиями > 1019 эВ составляет примерно одну частицу на квадратный километр в год. Регистрация столь редких событий прямыми методами невозможна. Однако земная атмосфера является прекрасным инструментом для косвенного измерения характеристик КЛ ПВЭ. При взаимодействии первичной частицы КЛ с ядрами элементов, входящих в состав атмосферы, рождается каскад вторичных частиц, так называемый широкий атмосферный ливень (ШАЛ), и первоначальная энергия Е0 распределяется между ними. При Еа > 1019 эВ значительное число ливневых частиц достигает земной поверхности, и для их регистрации используют гигантские установки с площадью в сотни-тысячи квадратных километров, что само по себе является довольно сложной, с технической точки зрения, задачей. Кроме того, процедура восстановления типа и энергии первичной частицы по экспериментальным данным требует знания процессов взаимодействия ад-ронов в области предельно высоких энергий. На сегодняшний день таких сведений нет: спектр КЛПВЭ протягивается до ~ 3 • Ю20 эВ, что примерно на три порядка выше эквивалентной энергии, которая получена на самом крупном ускорителе — Большом Адронном Коллайдере (ЬНС). Поэтому современные модели адрон-ных взаимодействий опираются на данные, известные при более низких энергиях, и результаты, предсказанные в рамках той или иной модели, могут существенно различаться.

До сих пор остается под вопросом происхождение КЛПВЭ. Ограничения, накладываемые на мощность источников в рамках известных моделей ускорения, позволяют с уверенностью говорить о том, что это внегалактические объекты. Однако прямая идентификация источников по направлениям прихода частиц возможна только в случае протонов и легких ядер (при условии, что напряженность магнитных полей в межгалактической среде < 10~9 Гс). Действительно, ларморовский радиус частицы с зарядом Z и энергией Е в магнитном поле напряженностью В равен

1 Е 2 уТс и для протонов с энергией 102ОэВ, движущихся в галактическом магнитном поле с типичной напряженностью ~ 2 /. ¿-Гс, составляет ~ 50 кпк, что примерно в два раза больше размера Галактики. Однако для ядер железа с той же энергией Rl ~ 2 кпк, поэтому они сильно отклоняются от первоначального направления. Необходимо также учитывать, что при распространении в межгалактической среде частицы KJIПВЭ теряют свою энергию во взаимодействиях с фоновыми излучениями (главным образом, это процессы фоторасщепления ядер и фоторождения пионов протонами). Это приводит к искажению как первоначального состава, так и энергетического спектра частиц, ускоренных в источниках. Таким образом, для того чтобы получить представление о возможных источниках КЛПВЭ, необходимо проводить комплексные расчеты, с учетом процессов взаимодействия частиц КЛ в межгалактической среде и их отклонений в магнитных полях Галактики.

К настоящему времени в физике КЛПВЭ достигнуты определенные успехи. Так, например, построены гигантские установки High Resolution Fly’s Eye (HiRes), Pierre Auger Observatory (Auger) и Telescope Array (ТА), разработаны комплексные методы для оценки энергии и массового состава первичных частиц, считается подтвержденным обрезание спектра при энергиях выше ГЗК-порога. Тем не менее между экспериментальными данными существует расхождения.

Несмотря на огромные площади наземных установок для регистрации КЛ ПВЭ, понадобятся еще многие годы для того, чтобы набрать значимую статистику событий с энергиями выше ГЗК-порога. Поэтому в настоящий момент готовятся космические эксперименты ТУС, КЛПВЭ и JEM-EUSO для изучения КЛПВЭ путем регистрации флуоресцентного излучения ШАЛ. Преимущество таких детекторов заключается в возможности исследования огромных участков земной атмосферы по всей небесной сфере. Предполагается, что установки космического базирования существенно превзойдут по эффективности современные установки Auger и ТА.

Цель работы

Целью диссертационной работы является анализ и интерпретация современных экспериментальных данных о космических лучах предельно высоких энергий, полученных гигантскими установками, а также исследование возможности регистрации черепковского света ШАЛ детектором космического базирования.

Научная новизна работы

В настоящее время интерес к проблемам энергетического спектра и массового состава КЛ ПВЭ чрезвычайно возрос. В данной работе был предложен оригинальный подход, состоящий в применении эффективного алгоритма решения задачи о распространении частиц КЛ ПВЭ в межгалактической среде и ориентирующийся на область энергий выше ГЗК-порога. Сравнительный анализ полученных результатов и данных гигантских установок HiRes и Auger позволил сделать интересный вывод о том, что противоречивые экспериментальные данные можно объяснить различием режимов ускорения в источниках, которые вносят основной вклад в потоки К Л ПВЭ, регистрируемые в разных полушариях. Исследование возможности регистрации вспышки черенковских фотонов, отраженных от поверхности океана, установкой космического базирования проведено впервые.

Практическая значимость результатов

Исследования КЛ ПВЭ за ГЗК-порогом проводятся в условиях острого дефицита информации относительно их возможных источников и характера ускорения. Поэтому последовательное рассмотрение достаточно реалистичной модели представляется полезным для решения проблемы происхождения К Л ПВЭ. Развитие вычислительных методов, позволяющих эффективно и быстро верифицировать справедливость тех или иных гипотез, также является необходимым этапом продвижения к окончательному решению проблемы. Наконец, результаты, относящиеся к исследованию условий возникновения вспышки черенковских фотонов при отражении от поверхности океана, представляют интерес для развития космических проектов по регистрации оптических излучений ШАЛ.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались на научных семинарах НИИЯФ МГУ и Ломоносовских чтениях 2010 и 2011гг., а также на конференциях:

• 12th International Conference on Topics in Astroparticle and Underground Physics, 5−9 September 2011, Munich, Germany-

• 15th International Lomonosov Conference on Elementary Particle Physics, 18−24 August 2011, Moscow-

• International Conference on Advanced Technology and Particle Physics, 7−8 October 2010, Como, Italy-

• 31ая Всероссийская конференция по космическим лучам, 5−9 июля 2010 г., Москва-

• XVII Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам & laquo-Ломоносов-2010»-, 9−13 апреля 2010 г., Москва.

По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ:

1) О. П. Шустова, Н. Н. Калмыков, Б. А. Хренов & laquo-Моделирование распространения черенковского излучения от ШАЛ над поверхностью океана& raquo- // Вестник Московского Университета. Серия 3. Физика. Астрономия, 2011, № 5, С. 63 [arXiv: 1110. 4870]-

2) О. P. Shustova, N. N. Kalmykov, В. A. Khrenov «On the possibility of registering UHE EAS Cherenkov light by the TUS detector» // Astroparticle, Particle, Space Physics, Radiation Interaction, Detectors and Medical Physics Applications, 2011, V. 6, P. 290-

3) О. П. Шустова, H. H. Калмыков, Б. А. Хренов & laquo-Возможность регистрации детектором космического базирования черенковского света от ШАЛ ультравысокой энергии, проникающего в воду океана& raquo- // Известия РАН. Серия Физическая, 2011, Т. 75, С. 410 [arXiv: 1110. 2974]-

4) О. П. Шустова, H.H. Калмыков, A.B. Урысон & laquo-Влияние фонового излучения на состав космических лучей предельно высоких энергий при их распространении от источника до установки& raquo- // Известия РАН. Серия Физическая, 2011, Т. 75, С. 342-

N. N. Kalmykov, О. P. Shustova, А. V. Uryson «Spectra and mass composition of ultrahigh-energy cosmic rays from point sources» // [arXiv: 1112. 5523]-

5) О. П. Шустова & laquo-Возможность регистрации черенковского света от широких атмосферных ливней от частиц предельно высоких энергий детектором космического базирования& raquo- // Сборник тезисов XVII Международной конференции & laquo-Ломоносов-2010»- Секция & laquo-Физика»-, 2010, Т. 1, С. 38.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 98 страницах и включает в себя введение, три главы, заключение, два приложения и список литературы из 124 наименований. Работа содержит 36 рисунков и 5 таблиц.

Заключение

В диссертации получены следующие основные результаты.

1) Впервые реализован эффективный численный алгоритм решения задачи о распространении в межгалактической среде ядер КЛ ПВЭ вплоть до железа в диапазоне энергий от 5−1019эВ до 2-Ю20эВ, позволяющий учитывать все существенные каналы реакций фоторасщепления и обеспечивать в ходе расчета сохранение полного числа нуклонов с точностью не хуже 10~4 вплоть до максимально исследуемых расстояний (400 Мпк).

2) В рамках модели ускорения частиц, учитывающей их энергетические потери в источнике, получены спектры и массовый состав КЛ ПВЭ у Земли для различных показателей степенных спектров инжекции в источниках. Показано, что противоречивые экспериментальные данные установок High Resolution Fly’s Eye и Pierre Auger Observatory можно интерпретировать как обусловленные различием в показателях инжекционных спектров. При этом можно удовлетворительно воспроизвести как спектр, так и массовый состав, наблюдаемые на обеих установках.

3) В рамках & laquo-жесткостной»- модели ускорения проведен анализ вкладов от источников, находящихся на различных расстояниях, в поток КЛ ПВЭ у Земли. В результате сравнения с экспериментальными данными показано, что интервал расстояний до наиболее вероятных источников сужается до нескольких десятков мегапарсек.

4) В рамках & laquo-жесткостной»- модели ускорения, на примере близкого источника — аналога радиогалактики СепА, подтверждена возможность существования одного или нескольких источников тяжелых ядер, наблюдаемых в Южном полушарии.

5) Впервые получены оценки интенсивности различных составляющих черен-ковского света, возникающего при развитии ШАЛ над поверхностью океана. С учетом волновой поверхности океана наложены ограничения на зенитные углы ливней, при которых возможна регистрация вспышки отраженных че-ренковских фотонов детектором космического базирования.

Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю профессору Калмыкову Николаю Николаевичу за неоценимую помощь в работе над диссертацией и постоянное внимание на протяжении всего срока аспирантуры. В особенности автор благодарит за проявленное терпение и поддержку в любых ситуациях.

Автор выражает искреннюю благодарность Б. А. Хренову и А. В. Урысон за плодотворное сотрудничество и ценные замечания.

Автор признателен всем сотрудникам кафедры физики космоса физического факультета МГУ и отдела частиц сверхвысоких энергий НИИЯФ МГУ, а также И. В. Яшину за предоставленную возможность выполнять исследования в стенах Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова, многочисленные дискуссии и активный интерес к работе.

Список учитываемых изотопов

При фоторасщеплении исходного ядра 56Ре учитываются следующие изотопы. Железо: 56Ре, 55Ре, 54Ре, 53Ре (/3+), 52Ре (/3+) Магний: 55Мё, (/3+), 52Мё (/3+), 51Мё (/?+) Хром: 54Сг, 53Сг, 52Сг, 51Сг, 50Сг, 49Сг (/3+), 48Сг (/3+) Ванадий: 51У, 50У, 49У, 48У ((3+), 47У (/3+) Титан: 50Т1, 49Т1, 48Т1, 47Т1, 46Т1, 45Т1 (/3+), 44Т1

Скандий: 498с (/3~), 48Эс (/3″), 478с (/3″), 46Бс (/3″), 453с, 44Эс (/?+), 43Бс (/3+)

Кальций: 48Са, 47Са (/Г), 46Са, 45Са (р~), 44Са, 43Са, 42Са, 41 Са, 40Са

Калий: 45К 44К (/?-), 43К (/3″), 42К (/3″), 41К, 40К, 39К, 38К {(3+)

Аргон: 42Аг, 41 Аг (/?"), 40Аг, 39Аг, 38Аг, 37Аг, 36Аг

Хлор: 39С1 (/3″), 38С1 (/?-), 37С1, 36С1, 35С1

Сера: 37Э (/Г), 368, 35Б (Г), 34Б, 338, 32Э

Фосфор: 33Р (0~), 32Р (/?-), 31Р

Кремний: 3281, 31Э1 (/3″), 3081, 2981, 2881

Алюминий: 27А1, 26А1

Магний: 28Мё (/3″), 27Мё 26Мё, 25Мё, 24Мё

Натрий: 24Ш (/3″), 23Ма, 22Ма

Неон: 22Ме, 21 Ме, 20Ке

Фтор: 19Р, 18Р (/3+)

Кислород: 180, 170, 160

Азот: 15 М, 14К, 13N (/3+)

Углерод: 14С, 13С, 12С, ИС (/3+)

Вор: иВ, 10В

Бериллий: 10Ве, 9Ве, 7Ве

Литий: 71л, 61л

Гелий: 4Не, 3Не

Водород: 3Н, 2Н, р

Символы /3+, (3″ при некоторых нестабильных изотопах указывают на то, что в расчетах учитывается также их /3-распад.

Распределение для вертикальной глубины

Как известно, средняя длина 13 свободного пробега при рэлеевском рассеянии зависит от длины волны, А излучения и плотности р среды:

А4

1Я ос Р

Пусть я=(13р) 1, тогда интегрирование изменения интенсивности светового луча на элементе пути ?1

ЛI = -1^

Ьа по слою вещества толщиной (/12 — ^1) приводит к выражению

12

1п

Л 2) х)] - к! р (1г') & iquest-к' = - к /н

— ХМ ~кАХю.

Здесь используется связь вертикальной глубины Ху атмосферы с высотой Л над уровнем моря: х, т = к

При отклонении луча на угол в от вертикального направления полученное выражение принимает вид

12

1п ш ш -я 1р{1')Л' = -х Х"(/1х) -ху{к2) /со80 = -хДХ"/д где (?2 -1) = (Л2 —)/Аг ¦ Данная формула учитывает случай плоскопараллельной атмосферы, что, в действительности, справедливо до углов 70°. Однако в расчетах вклад фотонов с большими в в общий поток существенно занижен, вплоть до полного обнуления при Дг~0, поэтому ее применение вполне оправдано.

Таким образом, вероятность того, что фотон без рассеяния пройдет вертикальную глубину следует экспоненциальному закону: р (АХу) йАХъ = - ехр? АХЬ. г

ПоказатьСвернуть

Содержание

1 Космические лучи предельно высоких энергий

1.1 Экспериментальные установки.

1.1.1 High Resolution Fly’s Eye.

1.1.2 Pierre Auger Observatory.

1.1.3 Telescope Array.

1.1.4 Космические проекты ТУС и JEM-EUSO.

1.2 Энергетический спектр.

1.3 Массовый состав

1.4 Анизотропия.

2 Энергетический спектр и массовый состав KJI ПВЭ от ближних источников

2.1 Распространение KJI ПВЭ в межгалактической среде.

2.1.1 Взаимодействия протонов

2.1.2 Взаимодействия ядер.

2.2 Постановка задачи и модельные предположения

2.3 Решение задачи

2.3.1 Ядра.

2.3.2 Протоны

2.3.3 Спектры протонов и групп ядер.

2.4 Спектры и состав КЛ ПВЭ от одиночного источника.

2.5 Сравнение результатов расчета с данными HiRes и Auger.

2.6 Расстояния до возможных источников KJI ПВЭ.

2.7 Сеп, А как возможный источник тяжелых ядер KJ1 ПВЭ.

3 Регистрация черенковского излучения ШАЛ от KJI ПВЭ детектором космического базирования

3.1 Постановка задачи и модельные предположения

3.2 Моделирование генерации и распространения черенковских фотонов 61 3.2.1 Число черенковских фотонов в ливне.

3.2.2 Схема генерации фотона.

3.2.3 Схема распространения фотона в среде.

3.2.4 Доли компонент черенковского излучения ШАЛ.

3.3 Волновая поверхность океана

3.3.1 Модель периодической структуры.

3.3.2 Модель хаотической структуры.

3.3.3 Параметры моделей.

3.4 Ограничения на зенитные углы ливней.

Список литературы

1. К. Greizen «End to the cosmic-ray spectrum?» // Physical Review Letters, 1966, V. 16, P. 748.

2. Г. Т. Зацепин, В. А. Кузьмин & laquo-О верхней границе спектра космических лучей& raquo- // Письма в Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики, 1966, Т. 4, С. 114.

3. L. Anchordoqui, Т. Paul, S. Reucroft, J. Swain «Ultrahigh energy cosmic rays: the state of the art before the Auger Observatory» // International Journal of Modern Physics A, 2003, V. 18, P. 2229 arXiv: hep-ph/206 072],

4. R. U. Abbasi et al. (The High Resolution Fly’s Eye Collaboration) «First observation of the Greizen-Zatsepin-Kuzmin suppression» // Physics Review Letters, 2008, V. 100, P. 101 101 arXiv: astro-ph/703 099],

5. J. Abraham et al. (The Pierre Auger Collaboration) «Observation of the suppression of the flux of cosmic rays above 4−1019 eV» // Physics Review Letters, 2008, V. 101, P. 61 101 arXiv: 0806. 4302].

6. Y. Tsunesada (The Telescope Array Collaboration) «Highlights from Telescope Array» // Proceedings of the 32nd International Cosmic Ray Conference, August 2011, Beijing, China arXiv. T 111. 2507].

7. D. D’Enterria, R. Engel, T. Pierog, S. Ostapchenko, K. Werner «The strong interaction at the collider and cosmic-rays frontiers» // Few-Body Systems, Online First, September 2011 arXiv: 1106. 2453].

8. J. Linsley, L. Scarsi, B. Rossi «Energy spectrum and structure of large air showers» // Journal of the Physical Society of Japan, 1962, V. 17, P. 91.

9. M. A. Lawrence, R. J.O. Reid, A. A. Watson «The cosmic ray energy spectrum above 4−1019eV as measured by the Haverah Park array» // Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics, 1991, V. 17, P. 733.

10. M. M. Winn, J. Ulrichs, L. S. Peak, С. B. A. McCusker, L. Horton «The cosmic-ray spectrum above 1017eV» // Journal of Physics, 1986, V. 12, P. 653.

11. M. Nagano, M. Teshima «Present status of Akeno 100 km² air shower array (AGASA)» // Nuclear Physics B Proceedings Supplement, 1992, V. 28, P. 28.

12. R. M. Baltrusaitis et al. «The Utah Fly’s Eye detector» // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A, 1985, V. 240, P. 410.

13. P. Sokolsky, G. B. Thomson «Highest energy cosmic-rays and results from the HiRes experiment» // Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics, 2007, V. 34, P. R401 arXiv: 0706. 1248].

14. J. Abraham et al. (The Pierre Auger Collaboration) «Properties and performance of the prototype instrument for the Pierre Auger Observatory» // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A, 2004, V. 523, P. 50.

15. T. Nonaka et al. (The Telescope Array Collaboration) «The present status of the Telescope Array experiment» // Nuclear Physics B Proceedings Supplements, 2009, V. 190, P. 26.

16. V. Abrashkin et al. «Space detector TUS for extreme energy cosmic ray study» // Nuclear Physics B Proceedings Supplements, 2007, V. 166, P. 68.

17. B. A. Khrenov et al. «KLYPVE/TUS space experiments for study of ultrahigh-energy cosmic rays» // Physics of Atomic Nuclei, 2004, V. 67, P. 2058.

18. Y. Takahashi (The JEM-EUSO Collaboration) «The JEM EUSO mission» // New Journal of Physics, 2009, V. 11, P. 65 009 arXiv: 0910. 4187].

19. K. Kotera, A. V. Olinto «The astrophysics of ultrahigh energy cosmic rays» // Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 2011, V. 49, P. 119 arXiv: 1101. 4256],

20. High Resolution Fly’s Eye // http: //www. cosmic-ray. org.

21. Pierre Auger Observatory // http: //www. auger. org.

22. Telescope Array // http: //www. telescopearray. org.

23. P. Abreu et al. (The Pierre Auger Collaboration) «Update on the correlation of the highest energy cosmic rays with nearby extragalactic matter» // Astroparticle Physics, 2010, V. 34, P. 314 arXiv: 1009. 1855].

24. R. Benson, J. Linsley «Satellite observation of cosmic ray air showers» // Proceedings of the 17th International Cosmic Ray Conference, July 1981, Paris, France, P. 145.

25. J. N. Bahcall, E. Waxman «Has the GZK suppression been discovered?» // Physics Letters B, 2003, V. 556, P. 1 arXiv: hep-ph/206 217].

26. P. Sokolsky (The High Resolution Fly’s Eye Collaboration) «Observation of the GZK cutoff by the HiRes Experiment» // Nuclear Physics B Proceedings Supplements, 2009, V. 196, P. 67.

27. J. Abraham et al. (The Pierre Auger Collaboration) «Measurement of the energy spectrum of cosmic rays above 1018eV using the Pierre Auger Observatory» // Physics Letters B, 2010, V. 685, P. 239 arXiv: 1002. 1975].

28. M. Takeda et al. (The AGASA Collaboration) «Energy determination in the Akeno Giant Air Shower Array experiment» // Proceedings of the 28th International Cosmic Ray Conference, July-August 2003, Tsukuba, Japan, P. 381.

29. V. Berezinsky «Astroparticle physics: puzzles arid discoveries» // Journal of Physics: Conference Series, 2008, V. 120, P. 12 001 arXiv: 0801. 3028].

30. R. Aloisio, V. Berezinsky, P. Blasi, A. Gazizov, S. Grigorieva, B. Hnatyk «A dip in the UHECR spectrum and the transition from galactic to extragalactic cosmic rays» // Astroparticle Physics, V. 27, P. 76 ]arXiv: astro-ph/608 219].

31. A. A. Ivanov «Comparing the energy spectra of ultra-high energy cosmic rays measured with EAS arrays» // The Astrophysical Journal, 2010, V. 712, P. 746 arXiv: 1002. 2472].

32. B. R. Dawson (The Pierre Auger Collaboration) «Hybrid performance of the Pierre Auger Observatory» // Proceedings of the 30th International Cosmic Ray Conference, July 2007, Merida, Mexico, V. 4, P. 425 arXiv: 0706. 1105].

33. J. Linsley, A. A. Watson «Validity of scaling to 102Q eV and high-energy cosmic-ray composition» // Physical Review Letters, 1981, V. 46, P. 459.

34. R. U. Abbasi et al. (The HiRes Collaboration) «Indications of proton-dominated cosmic-ray composition above 1.6 EeV» // Physical Review Letters, 2010, V. 104, P. 161 101 arXiv: 0910. 4184],

35. J. Abraham et al. (The Pierre Auger Collaboration) «Measurement of the depth of maximum of extensive air showers above 1018 eV» // Physical Review Letters, 2010, V. 104, P. 91 101 arXiv: 1002. 0699].

36. K. Dolag, D. Grasso, V. Springel, I. Tkachev «Magnetic field in the local universe and the propagation of UHECRS» // Journal of the Korean Astronomical Society, 2004, V. 37, P. 427.

37. M. Kachelriefi, P. D. Serpico, M. Teshima «The Galactic magnetic field as spectrograph for ultra-high energy cosmic rays» // Astroparticle Physics, 2007, V. 26, P. 378 arXiv: astro-ph/510 444].

38. N. Hayashida et al. (The AGASA Collaboration) «Possible clustering of the most energetic cosmic rays within a limited space angle observed by the Akeno Giant Air Shower Array» // Physical Review Letters, 1996, V. 77, P. 1000.

39. M. Takeda et al. (The AGASA Collaboration) «Small-scale anisotropy of cosmic rays above 1019 eV observed with the Akeno Giant Air Shower Array» // The Astrophysical Journal, 1999, V. 522, P. 225 arXiv: astro-ph/9 902 239].

40. M. Chikawa et al. (The AGASA Collaboration) «Clusters of cosmic rays above 1019 eV observed with AGASA» // Proceedings of the 27th International Cosmic Ray Conference, August 2001, Hamburg, Germany, P. 341.

41. M. Teshima et al. (The AGASA Collaboration) «The arrival direction distribution of extremely high energy cosmic rays observed by AGASA» // Proceedings of the 28th International Cosmic Ray Conference, July-August 2003, Tsukuba, Japan, P. 437.

42. P. G. Tinyakov, 1.1. Tkachev «Correlation function of ultrahigh-energy cosmic rays favors point sources» // Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters, 2001, V. 74, P. 1 arXiv: astro-ph/102 101].

43. R. U. Abbasi et al. (The High Resolution Fly’s Eye Collaboration) «A search for arrival direction clustering in the HiRes I monocular data above 1019 5 eV» // Astroparticle Physics, 2004, V. 22, P. 139 arXiv: astro-ph/404 366],

44. Y. Uchihori, M. Nagano, M. Takeda, M. Teshima, J. Lloyd-Evans, A. A. Watson «Cluster analysis of extremely high energy cosmic rays in the northern sky» // Astroparticle Physics, 2000, V. 13, P. 151 arXiv: astro-ph/9 908 193].

45. M. Kachelriefi, D. V. Semikoz «Clustering of ultra-high energy cosmic ray arrival directions on medium scales» // Astroparticle Physics, 2006, V. 26, P. 10 arXiv: astro-ph/512 498].

46. P. G. Tinyakov, 1.1. Tkachev «BL Lacertae are probable sources of the observed ultrahigh energy cosmic rays» // Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters, 2001, V. 74, P. 445 arXiv: astro-ph/102 476],

47. P. G. Tinyakov, 1.1. Tkachev «Tracing protons through the Galactic magnetic field: a clue for charge composition of ultra-high energy cosmic rays» // Astroparticle Physics, 2002, V. 18, P. 165 arXiv: astro-ph/111 305],

48. D.S. Gorbunov, P. G. Tinyakov, I.I. Tkachev, S.V. Troitsky «Evidence for a connection between the 7-ray and the highest energy cosmic-ray emissions by BL Lacertae objects» // The Astrophysical Journal, 2002, V. 577, P. L93 arXiv: astro-ph /204 360].

49. N.W. Evans, F. Ferrer, S. Sarkar «Clustering of ultrahigh energy cosmic rays and their sources» // Physical Review D, 2003, V. 67, P. 103 005 arXiv: astro-ph/212 533],

50. B. E. Stern, J. Poutanen «Blind search for the real sample: application to the origin of ultra-high energy cosmic rays» // The Astrophysical Journal, V. 623, P. L33 arXiv: astro-ph/501 677].

51. R. U. Abbasi et al. (The High Resolution Fly’s Eye Collaboration) «Search for cross-correlations of ultrahigh-energy cosmic rays with BL Lacertae objects» // The Astrophysical Journal, 2006, V. 636, P. 680 arXiv: astro-ph/507 120].

52. D. Harari (The Pierre Auger Collaboration) «Search for correlation of UHECRs and BL Lacs in Pierre Auger Observatory data» // Proceedings to the 30th International Cosmic Ray Conference, July 2007, Merida, Mexico, V. 4, P. 283 arXiv: 0706. 1715].

53. M. -P. Veron-Cetty, P. Veron «A catalogue of quasars and active nuclei: 12th edition» // Astronomy and Astrophysics, 2006, V. 455, P. 773.

54. J. Abraham et al. (The Pierre Auger Collaboration) «Correlation of the highest-energy cosmic rays with nearby extragalactic objects» // Science, 2007, V. 318, P. 938 arXiv: 0711. 2256].

55. J. Abraham et al. (The Pierre Auger Collaboration) «Correlation of the highest-energy cosmic rays with the positions of nearby active galactic nuclei» // Astroparticle Physics, 2008, V. 29, P. 188 arXiv: 0712. 2843].

56. D.S. Gorbunov, P.G. Tinyakov, I.I. Tkachev, S.V. Ttoitsky «On the interpretation of the cosmic-ray anisotropy at ultra-high energies» // arXiv: 0804. 1088].

57. R. U. Abbasi et al. (The High Resolution Fly’s Eye Collaboration) «Search for correlations between HiRes stereo events and active galactic nuclei» // Astroparticle Physics, 2008, V. 30, P. 175 arXiv: 0804. 0382].

58. T. M. Kneiske, T. Bretz, K. Mannheim, D. H. Hartmann «Implications of cosmological gamma-ray absorption. II. Modification of gamma-ray spectra» // Astronomy and Astrophysics, 2004, V. 413, P. 807 arXiv: astro-ph/309 141],

59. A. A. Penzias, R. W. Wilson «A measurement of excess antenna temperature at 4080 Mc/s» // Astrophysical Journal, 1965, V. 142, P. 419.

60. A. M. Hillas «The energy spectrum of cosmic rays in an evolving universe» // Physics Letters A, 1967, V. 24, P. 677.

61. G.R. Blumenthal «Energy loss of high-energy cosmic rays in pair-producing collisions with ambient photons» // Physical Review D, 1970, V. 1, P. 1596.

62. F. W. Stecker «Effect of photomeson production by the universal radiation field on high-energy cosmic rays» // Physical Review Letters, 1968, V. 21, P. 1016.

63. V. S. Beresinsky, G. T. Zatsepin «Cosmic rays at ultra high energies (neutrino?)» // Physics Letters B, 1969, V. 28, P. 423

64. A. W. Strong, A. W. Wolfendale, J. Wdowczyk «Consequences of a universal cosmic-ray theory for 7-ray astronomy» // Nature, 1973, V. 241, P. 109.

65. D. Allard «Extragalactic propagation of ultrahigh energy cosmic-rays» // arXiv: 1111. 3290[.

66. F. W. Stecker «Photodisintegration of ultrahigh-energy cosmic rays by the universal radiation field» // Physical Review, 1969, V. 180, P. 1264.

67. J. L. Puget, F. W. Stecker, J. H. Bredekamp «Photonuclear interactions of ultrahigh energy cosmic rays and their astrophysical consequences» // Astrophysical Journal, 1976, V. 205, P. 638.

68. F. W. Stecker «On the origin of the highest energy cosmic rays» // Physical Review Letters, 1998, V. 80, P. 1816 arXiv: astro-ph/9 710 353].

69. N. L. Epele, E. Roulet «Comment on „On the origin of the highest energy cosmic rays“» // Physical Review Letters, 1998, V. 81, P. 3295 arXiv: astro-ph/9 806 251].

70. F. W. Stecker, M. H. Salamon «Photodisintegration of ultra-high-energy cosmic rays: a new determination» // The Astrophysical Journal, 1999, V. 512, P. 521 arXiv: astro-ph/9 808 110].

71. G. Bertone, C. Isola, M. Lemoine, G. Sigl «Ultrahigh energy heavy nuclei propagation in extragalactic magnetic fields» // Physical Review D, 2002, V. 66, P. 103 003 arXiv: astro-ph/209 192].

72. E. Khan et al. «Photodisintegration of ultra-high-energy cosmic rays revisited» // Astroparticle Physics, 2005, V. 23, P. 191 arXiv: astro-ph/412 109].

73. A.J. Koning, S. Hilaire, M. Duijvestijn «TALYS: a nuclear reaction program» // 2004, http: //www. talys. eu.

74. S. Goriely, S. Hilaire, A. J. Koning «Improved predictions of nuclear reaction rates with the TALYS reaction code for astrophysical applications» // Astronomy and Astrophysics, 2008, V. 487, P. 767 arXiv: 0806. 2239].

75. G. Sigl, F. Miniati, T. A. Enfilin «Ultrahigh energy cosmic ray probes of large scale structure and magnetic fields» // Physical Review D, 2004, V. 70, P. 43 007 arXiv: astro-ph/401 084].

76. D. Allard, E. Parizot, A. V. Olinto, E. Khan, S. Goriely «UHE nuclei propagation and the interpretation of the ankle in the cosmic-ray spectrum» // Astronomy and Astrophysics, 2005, V. 443, P. 29 arXiv: astro-ph/505 566].

77. E. Armengaud, G. Sigl, F. Miniati «Ultrahigh energy nuclei propagation in a structured, magnetized universe» // Physical Review D, 2005, V. 72, P. 43 009 arXiv: astro-ph/412 525].

78. G. Sigl, E. Armengaud «Magnetized sources of ultrahigh energy nuclei and the extragalactic origin of the ankle» // Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2005, V. 10, P. 016 arXiv: astro-ph/507 656].

79. K. Arisaka, G. B. Gelmini, M. Healy, O. Kalashev, J. Lee «Composition of UHECR and the Pierre Auger Observatory spectrum» // Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2007, V. 12, P. 002 arXiv: astro-ph/0709. 3390].

80. D. Hooper, S. Sarkar, A.M. Taylor «The intergalactic propagation of ultrahigh energy cosmic ray nuclei» // Astroparticle Physics, 2007, V. 27, P. 199 arXiv: astro-ph /608 085].

81. R. Aloisio, V. Berezinsky, S. Grigorieva «Analytic calculations of the spectra of ultra-high energy cosmic ray nuclei. I. The case of CMB radiation» // 2008 arXiv: 0802. 4452].

82. D. Hooper, S. Sarkar, A. M. Taylor «Intergalactic propagation of ultrahigh energy cosmic ray nuclei: an analytic approach» // Physical Review D, 2008, V. 77, P. 103 007 arXiv: 0802. 1538].

83. C. De Donato, G. A. Medina-Tanco «Experimental constraints on the astrophysical interpretation of the cosmic ray Galactic-extragalactic transition region» // Astroparticle Physics, 2009, V. 32, P. 253, arXiv: 0807. 4510].

84. M. MacCornick et al. «Total photoabsorption cross section for 4He from 200 to 800 MeV» // Physical Review C, 1997, V. 55, p. 1033.

85. V. G. Nedorezov, A. A. Turinge, Yu. M. Shatunov «Photonuclear experiments with Compton-backscattered gamma beams» // Physics-Uspekhi, 2004, V. 47, P. 341.

86. B. Schwarzschild «The highest-energy cosmic rays may be iron nuclei» // Physics Today, 2010, May, P. 15.

87. A. V. Uryson «Ultrahigh energy cosmic ray acceleration in Seyfert galactic nuclei» // Astronomy Letters, 2001, V. 27, P. 775.

88. A. V. Uryson «Seyfert nuclei as sources of ultrahigh-energy cosmic rays» // Astronomical Reports, 2004, V. 48, P. 81.

89. C. W. Allen «Astrophysical Quantities» // The Athlone Press, London 1973.

90. A. V. Uryson «Possible sources of ultrahigh-energy cosmic protons» // Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters, 1996, V. 64, P. 77.

91. A. V. Uryson «Identification of sources of ultrahigh energy cosmic rays» // Astronomical Reports, 2001, V. 45, P. 591.

92. R. Aloisio, V. Berezinsky, A. Gazizov «Disappointing model for ultrahigh-energy cosmic rays» // Astroparticle Physics, 2011, V. 34, P. 620 arXiv: 0907. 5194].

93. L. G. Sveshnikova «Dependence of the position of the knee in the galactic cosmic ray spectrum on the explosion energy distribution of supernovae» // Astronomy Letters, 2004, V. 30, P. 41.

94. V. L. Ginzburg, S. I. Syrovatskii «The origin of cosmic rays» // Pergamon Press, Oxford, 1964.

95. T. A. Porter, D. Allard «Photodisintegration of cosmic ray nuclei in galaxies and galaxy cluster radiation fields» // Proceedings of the 29th International Cosmic Ray Conference, August 2005, Pune, India, V. 9, P. 99 astro-ph/507 121],

96. The Geant4 Collaboration «Physics reference manual. Version: geant4.9. 3» // 2009, http: //geant4. web. cern. ch.

97. К. H. Kampert et al. «Propagation of ultra-high energy nuclei with CRPropa» // Proceedings of the 31st International Cosmic Ray Conference, July 2009, Lodz, Poland http: //astro. uni-wuppertal. de/kampert/Publications-PDF/icrcl 179. pdf].

98. V. S. Berezinsky et al. «Astrophysics of cosmic rays» // edited by V. L. Ginzburg, North Holland, Amsterdam, 1990.

99. H. H. Калмыков, M. В. Мотова & laquo-Расчет продольных характеристик ШАЛ от первичного ядра железа с учетом образования файрбола в модели кварк-глюонной плазмы& raquo- // Ядерная физика, 1986, Т. 43, С. 630.

100. В. С. Птускин, С. И. Роговая, В. Н. Зиракашвили & laquo-Распространение космических лучей сверхвысоких энергий в расширяющейся Вселенной& raquo- // Известия РАН. Серия физическая, 2011, Т. 75, С. 331.

101. Е. Byckling, К. Kajantie «Particle kinematics» // John Wiley and Sons, London, 1973.

102. F. Schiissler (The Pierre Auger Collaboration) «Measurement of the cosmic ray energy spectrum above 1018eV using the Pierre Auger Observatory» // Proceedings of the 31st International Cosmic Ray Conference, July 2009, Lodz, Poland arXiv: 0906. 2189].

103. A. M. Taylor, M. Ahlers, F. A. Aharonian «Need for a local source of ultrahigh-energy cosmic-ray nuclei» // Physical Review D, 2011, V. 84, P. 105 007 arXiv: 1107. 2055].

104. T. Piran & laquo-А new limit on the distances of nuclei UHECRs sources" // arXiv: 1005. 3311].

105. С. Castagnoli, G. Navarra, С. Morello «On the observation of EAS Cerenkov light reflected from mountain snow» // Proceedings of the 17th International Cosmic Ray Conference, July 1981, Paris, France, V. 6, P. 103.

106. R. A. Antonov et al. «Antarctic balloon-borne detector of high-energy cosmic rays (SPHERE project)» // Radiation Physics and Chemistry, 2006, V. 75, P. 887.

107. National Aerospace Administration (NASA), National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) and US Air Force, US standard atmosphere 1976, NASA technical report NASA-TM-X-74 335, NOAA technical report NOAA-S/T-76−1562 (1976).

108. Т. K. Gaisser «Cosmic rays and particle physics» // Cambridge, University Press, 1990.

109. S. Lafebre et al. «Universality of electron-positron distributions in extensive air showers» // Astroparticle Physics, 2009, V. 31, P. 243 arXiv: 0902. 0548].

110. C. D. Mobley «Light and water: radiative transfer in natural waters» // London, Academic Press, 1994.

111. Winds. Measuring ocean winds from space // http: //winds. jpl. nasa. gov.

112. J. Rygen, S. van Iseghem, M. Olagnon, I. Rychlik «Evaluating height-length joint distributions for the crests of ocean waves» // Applied Ocean Research, 2002, V. 24, P. 189.

Заполнить форму текущей работой