Из истории создания ШАЛ

Содержание материала

Об основных научных результатах
За 30-летний период работы по проектированию, созданию и эксплуатации Якутской установки ШАЛ сложился работоспособный творческий коллектив исследователей, который на высоком уровне обеспечивает непрерывную работу установки и научную интерпретацию полученного экспериментального материала.
В методическом отношении Якутская установка проложила новые пути исследования космических лучей сверхвысоких энергий. Общепризнанно, что она сыграла большую роль в абсолютной и относительной калибровках и привязке данных, получаемых на различных установках ШАЛ.
Богатый экспериментальный материал многолетних наблюдений на установке позволил выполнить детальные исследования структуры ШАЛ - функций пространственных распределений заряженных частиц, мюонов, адронов и черенковского излучения ШАЛ с энергией выше 1017 эВ.
Заметим, что такое комплексное измерение многих компонент ШАЛ выполнено в указанной области энергий впервые. В особенности следует подчеркнуть приоритетные данные по пространственному распределению черенковского излучения.
Как следствие комплексных измерений на установке был реализован квазикалориметрический метод определения энергии первичной частицы, свободный от всевозможных предположений и модельных представлений о картине развития ШАЛ в атмосфере. Как известно, корректное определение энергии первичной частицы является одним из ключевых вопросов в методе ШАЛ.
Основным на Якутской установке следует считать результат по абсолютному потоку и форме спектра космических лучей предельно высоких энергий. В области энергий выше1017 эВ в энергетическом спектре ПКИ впервые выявлено существование нерегулярностей. Этот факт о сложной форме энергетического спектра ПКИ впоследствии был полностью подтвержден на установках “Fly's Eye” ( США ) и AGASA (Япония).

Получено распределение космических лучей по различным направлениям небесной сферы. Максимум интенсивности частиц с энергией 5-1018- 2-1019 эВ наблюдается со стороны экваториальной плоскости Галактики, что, вероятнее всего, говорит в пользу их галактической природы. Статистическая обеспеченность этого результата на Якугской установке еще недостаточна и требует ее улучшения, в то же время совместное рассмотрение мировых данных в области энергий выше 4·1019 эВ показало, что распределение по галактическим широтам космических лучей противоречит гипотезе об их галактическом происхождении.
Из комплексного анализа характеристик электронной, мюонной компонент и черепковского излучения ШАЛ выбран класс моделей адронных взаимодействий в сверхускорительной области энергий, наиболее удовлетворительно описывающий экспериментальные данные и получен вывод о преимущественном содержании протонов в составе ПКИ с энергией 1018 эВ и выше.
На Якутской установке реализован новый метод восстановления максимума развития индивидуальных ШАЛ и индивидуальных каскадных кривых ШАЛ в области энергий 3• 1017— 1018 эВ, основанный на регистрации формы импульса от черепковского света. Выполнены эксперименты по измерению низкоэнергичных адронов (>0,05 ГэВ) в составе ШАЛ, а также радиоизлучения ливня на частоте 32 МГц и впервые получены1017-1018 сведения об их пространственном распределении при энергиях 10 -10 эВ.
Каждый из перечисленных выше результатов будет служить основой для новых теоретических представлений о природе, происхождении и распространении в межзвездном пространстве космических лучей предельно высоких энергий. И это, безусловно, будет стимулировать новые эксперименты на установках ШАЛ.В настоящее время Якутская установка ШАЛ, предназначенная для исследования космических лучей сверхвысоких энергий, является единственной в России и одной из грех крупнейших установок в мире. Завершение строительства второй очереди Якутской установки ШАЛ повысило се информативность в плане более детального изучения каждого индивидуального ливневого события. При этом существенно улучшилась точность определения измеряемых параметров ливня, были устранены методические трудности при измерении энергетического спектра в широком интервале энергий. Все это позволило увеличить статистику зарегистрированных ливневых событий.