Первичное космические излучение (ПКИ) представляет собой поток частиц высокой энергии, преимущественно протонов, приходящих на Землю из Галактики, в котором наряду с ядрами (1<2<80) встречаются элементарные частицы (у-кванты, электроны, позитроны) [1,2]. Это излучение составляет существенную часть энергетического баланса Галактики и имеет среднюю плотность энергии ~ 10*12 эрг/см3, сравнимую с плотностью всех других видов энергии: гравитации, магнитных полей, кинетической энергии движения межзвёздного газа, энергии света звезд. Заряженные частицы, составляющие космическое излучение, охватывают колоссальный диапазон энергий вплоть до >Ю20 эВ, их энергии имеют степенное распределение с изменением спектрального индекса от ~-2.7 до ~-3.1 при энергии около 3−1015 эВ (область т.н. «излома» [3,4]).
Исследование поэлементных спектров частиц в разных энергетических диапазонах, то есть зависимости химсостава от энергии КЛ, дают нам ключ к пониманию астрофизических явлений, в особенности жизненного цикла космических лучей (происхождения, ускорения, распространения), непосредственно связанных с устройством и эволюцией нашей Галактики [5].
Особый интерес представляют спектры тяжелых ядер с 7>24 и 2=17-г24. Знание энергетических зависимостей и соотношения интенсив-ностей этих компонент несет информацию, как об источниках, так и о характеристиках межзвездной среды [6, 7, 8], а изменение этих характеристик диффузией в галактической среде незначительно [9, 10, 11]. Ядра железа и тяжелее железа не могут образовываться в процессах фрагментации при прохождении межзвездной среды, они являются истинно первичными и несут информацию о сильно проэволюционировавших звездах [12]. А ядра с зарядом 2=174−25 возникают за счёт расщепления тяжелых ядер (фрагментации) при их взаимодействии с межзвёздным веществом.
10J.
I I llllllj I lllllllj I lllllllj I lllllllj—I I Illllj.
ООО JACEE ШОВ CRN m ¦
AV SOKOL RUNJOB ¦ n J N я <1> o.
4*.
Ч-«.
J&i I J.
1> N.
J. о.
Vk.
10″ 10J 10″ 105 kinetic energy E0 (GeV/n).
Рис. 1. Энергетический спектр космических лучей по экспериментам JACEE, Сокол, Spacelab-2, RUNJOB.
Измерение энергетических зависимостей отношения интенсивностей этих групп ядер позволит прояснить характеристики межзвездной среды [13].
На протяжении более полувека ведется исследование КЛ с помощью различных типов экспериментов. Для прямых измерений, в которых непосредственно измеряется энергия (импульс), заряд и масса частиц используются как пассивные, так и активные инструменты исследования. Эти эксперименты используют различную технику — орбитальные спутники, аэростатные баллоны на большой высоте.
К настоящему времени основная масса прямых экспериментальных данных по спектру и составу ПКИ накоплена в области энергий до 1 ТэВ/частицу [14]. В области ТэВ, несмотря на развитие баллонной и спутниковой техники, статистика прямых наблюдений в данном диапазоне энергий все еще слишком мала, а результаты во многом противоречивы [15], см. рис. 1.
В таблице 1 приведены эксперименты, в которых прямыми методами измерены спектры тяжелых ядер в области энергий >10 ГэВ/н. Эксперименты расположены по мере увеличения исследуемого энергетического интервала. В скобках указан год публикации последних данных.
Таблица 1. Исследование тяжелой компоненты KJI в области Е>10 ГэВ/н.
Эксперимент Энергия Е Описание.
НЕАО-3, 1990 г. 0.6-г35 ГэВ/н Эксперимент на спутнике с одноименным названием, Измерен химический состав в интервале энергий 0.6-г35 ГэВ/нуклон для ядер с зарядом Z=4-r30. Использовались черенковские детекторы и искровые камеры, позволившие разделять даже ядра железа (Z=26) и кобальта (Z=27). Статистика около 7106 событий. Потоки ядер измерены с точностью нескольких процентов. [16].
Spacelab-2, 1991 г. — 0.07-rl ТэВ/н Space-Shuttle Challenger. Измерен химический состав в области более высоких энергий -70 ГэВ/нуклонг 1.
ТэВ/нуклон. Статистика на несколько порядков ниже, чем у НЕАО-3, зарядовое разрешение также хуже. Использовались детекторы переходного излучения, че-ренковские детекторы и сцинтилляционные счетчики для определения энергии и заряда частицы. [17].
SANRIKU, 1997 г. 0.005-rl ТэВ/н Баллонный эксперимент в атмосфере на глубине 11 г/см с эмульсионными камерами на борту. Энергетический диапазон 5 ГэВ/нуклонг 1 ТэВ/нуклон, Z=8-j-26. 3177 событий ядер группы железа (529 от 4 до 1000 ГэВ/нуклон). Измерены поэлементные спектры тяжелых ядер. Детекторы — ядерные эмульсии и экранные пленки SXF. [18,19].
Sokol, 1993 г. 0.04-гЗ ТэВ/н Спутниковый эксперимент, энергетический диапазон для ядер железа 40 ГэВ/нуклонг 3 ТэВ/нуклон. Z=l-i-26. Спектры измерены для групп ядер. Детекторы — черенковские счетчики для измерения заряда и ионизационный калориметр для измерения энергии. Полная статистика ядер железа около 150 событий. [20].
JACEE, 1996 г. 0.5-гЮ ТэВ/н The Japanese American Cooperative Emulsion Experiment. Последние результаты опубликованы в 1996 г. Баллонный эксперимент на глубине 5 г/см2 с эмульсионными камерами на борту. Энергетический диапазон зависит от ядра, для ядер с Z>17 в интервале 0.5-г10 ТэВ/нуклон статистика составила -30 штук. Детекторы — ядерные эмульсии и рентгеновские пленки. [21].
MUBEE, 1993 г. 1-ИТэВ/н Moscow University Balloon Emulsion Experiment. Баллонный эксперимент на высоте 10 г/см2 с эмульсионными камерами на борту. Энергетический диапазон зависит от ядра, для ядер с Z>17 в интервале 1 ТэВ/нуклонг 4 ТэВ/нуклон статистика составила ~7 штук. Детекторы — ядерные эмульсии и рентгеновские пленки. [22].
RUN JOB, 1995 г. 0.4т4 ТэВ/н Russian-Nippon Joint Balloon observation. Опубликованы в 2003 г. только результаты по 70% статистики. Баллонный эксперимент на глубине 10 г/см2 с эмульсионными камерами на борту. Энергетический диапазон зависит от ядра, для ядер с Z>17 в интервале 0.4-г 4 ТэВ/нуклон статистика составила ~6 штук. Детекторы — ядерные эмульсии, рентгеновские пленки, SXF пленки. 23,24,25].
ATIC, 2003 г. 0.03-fl00 ТэВ/н Advanced Thin Ionization Calorimeter. Выполнено 2 запуска баллона над Антарктикой, измеряемые энергии от 20 ГэВ до 100 ТэВ для ядер 1.
Анализируя указанные эксперименты, можно заметить, что после энергии 1 ТэВ/н можно говорить только о соотношении спектров групп ядер, но не о поэлементных измерениях. Изотопный состав исследуется лишь при энергии меньше или порядка 1 ГэВ/н. Статистика по железу в области > 1 ТэВ/н складывается из единичных событий в отдельных экспериментах. Лишь в эксперименте БАКШКи и АТ1С измерения проведены в широком энергетическом диапазоне.
Особую роль в этих исследованиях занимают эксперименты, использующие эмульсионную плёнку. Это эксперименты накопительного типа, относительно недорогие, не требующие сложной электроники и сравнительно легко выполнимые. Среди перечисленных экспериментов в таблице 1.1 в области энергий >1 ТэВ/н 4 из 7 именно эмульсионные, -БАГШКи, МиВЕЕ, ЬШШОВ, 1АСЕЕ.
Со времен ранних этапов развития ядерной физики, регистрация субатомных частиц и изучение их траекторий часто базировались на технике ядерной эмульсии [27]. Типичный пример: заряженная частица, пересекая пленку, формирует скрытое изображение в фоточувствительных микрокристаллах соединения брома. После проявления, на оптическом микроскопе при большом увеличении виден след частицы в виде пятна потемнения [28].
Такая техника развивалась и совершенствовалась на протяжении десятилетий и широко используется сейчас в космических лучах и на ускорителях благодаря высокой информативности эмульсионных методов, возможности анализировать отдельные события с высокой множественностью вторичных частиц, измерять импульсы частиц и т. д. [29, 30].
Детекторы на базе эмульсионных пленок — это рентгено-эмульсионные камеры (РЭК), которые имеют высокое пространственное разрешение при регистрации частиц, недоступное в других типах детекторов [31]. РЭК имеет следующие преимущества при наблюдении ПКЛ высоких энергий:
• порог регистрации по энергии (электронно-фотонного) ливня выше нескольких ТэВ, слабо зависит от условий эксперимента. Это делает РЭК эффективными для отбора первичных космических частиц высоких энергий;
• как правило, РЭК имеют больший геометрический фактор 50, чем у детекторов активного типа, (5 — площадь установки, О — телесный угол);
• Энергия частиц определяется на основе теоретических расчётов характеристических электронно-фотонных ливней, развивающихся в РЭК [32]. Эти расчеты, проведенные аналитически или методом МК, хорошо согласуются друг с другом. Поэтому эмульсионная техника применяется на протяжении десятилетий и до сих пор не имеет аналогов.
К сожалению, эмульсия имеет и свои недостатки, — это трудоемкость обработки. Эмульсионные методы до самого последнего времени требовали применения тяжелого визуального труда при обработке первичного экспериментального материала. Рассмотрим, например, обработку ренте-ноэмульсионных камер.
Работа с РЭК требует детального просмотра пленок, измерения координат и потемнения пятен. В неавтоматическом способе измерений оператор управляет микроскопом вручную, визуально производя фокусировку объектов и совмещая измерительный крест с центром изображения пятна. При измерении на полуавтоматах значения координат пятен вводятся в компьютер по командам оператора. Однако, большая эффективность обработки достигается при проведении измерений на полностью автоматизированных установках, на которых весь процесс измерений, включая анализ оптического изображения измеряемых объектов, осуществляется в автоматическом режиме без участия оператора [33, 34, 35].
Благодаря высокому уровню современных прецизионных измерительных механических систем, средств вычислительной техники и опто-электронных приборов оказалось возможным осуществить такую автоматизацию. В самые последние годы подобного типа полные автоматы запущены или запускаются в Международном центре ядерных исследованийЦЕРН, в научных центрах Японии [36, 37], Италии и в некоторых других странах. Бесспорными лидерами в автоматизации обработки ядерных эмульсий являются японские физики [38, 39], начавшие осуществлять полную автоматизацию в середине 1990;х гг. Это означало настоящую революцию в эмульсионной методике, которой без такой автоматической обработки материала было трудно конкурировать с бурно развивающимися электронными методами исследований.
Автоматизацией измерений в эмульсиях также активно занимаются в ЦЕРН и в других европейских научных центрах, где действует семь таких автоматов. Измерительные возможности таких центров позволяют успешно проводить обработку материала экспериментов с эмульсионными мишенями больших объемов, таких как эксперимент CHORUS (масса эмульсионной мишени равна ~ 770 кг [40, 41, 42], поиск нейтринных осцилля-ций), который использовал для обработки пленок автоматические сканирующие системы на базе MICOS.
В эксперименте SANRIKU [19] были впервые применены особые рентгеновские пленки с усиливающими сцинтилляционными экранами1 (Screen X-ray Film) [43]. Благодаря чрезвычайно высокой чувствительности, такую пленку можно использовать для определения вершины ядерного взаимодействия, вызванного тяжелым ядром KJI, а также для определения заряда первичной частицы [44]. В отличие от рентгеновской пленки, которая имеет предел в регистрации наклонных треков релятивистских энергий [45], пленка с усиливающим экраном не имеет таких ограничений, поскольку сцинтилляционный свет, испущенный экранами, примерно пропорционален длине пути налетающей частицы. Подобная техника была позже применена в эксперименте RUNJOB [23, 24, 25].
Настоящая работа посвящена методике обработки и анализа экспериментального материала, полученного в аэростатном Российско-Японском эксперименте RUNJOB. Это сотрудничество было организовано в 1995 году и посвящено поэлементному изучению энергетического спектра первичного космического излучения (ПКИ) прямыми методами в диапазоне энергий от 20-г500 ТэВ. Подробнее об эксперименте написано в главе 1. За 5 лет было совершено 10 успешных аэростатных полетов, суммарная накопленная экспозиция — 575 м2ч. В данной работе обсуждаются результаты обработки материала стратосферных камер по полетам 1996 года, см. таблицу 2.
1 Далее по тексту этот материал будет кратко называться: пленка БХ1 экранная пленка. Эти названия являются синонимами.
ЯШЮВ IV.
Продолжительность полета, ч 147.5.
Площадь камеры, м^ 0.4.
Экспозиция, Ч’М2 59.0.
В эксперименте 1ШШОВ основной метод обработки событий основан на калориметрическом триггере отбора частиц по энергии, выделенной в электромагнитную компоненту в калориметрическом блоке установки [46]. Этот метод регистрации по каскадам в калориметре имеет высокий энергетический порог (-20 ТэВ), связанный с флуктуацией коэффициента неупругости и большой неопределенности его в определении энергии. Наряду с этим методом, существует возможность регистрировать частицы непосредственно в мишенном блоке с помощью специальных фоточувствительных материалов БХР [47], упомянутых выше. Такой «вершинный триггер» позволяет снизить порог регистрации частиц до минимального порога геомагнитного обрезания и измерить в рамках одного эксперимента поэлементные энергетические спектры ядер с зарядом 2>П. В детекторах вершинного триггера используют особые наборы из двухслойных рентгеновских пленок, окруженных с обеих сторон сцинтилляционными экранами (пленки экранного типа или БХИ). Структура пленки показана на рис. 2. Заряженное ядро с 2?>17, проходя через такой детектор, вызывает сцинтилляцию экранов, засвечивающих пленку с двух сторон. В результате, след ядра наблюдается невооруженным глазом на рентгеновской пленке, как пара пятен потемнения с диаметром -100 мкм. Поскольку в области высоких энергий потери на ионизацию не зависят от энергии, а только от Z2 частицы, величину почернения можно использовать для определения заряда частиц [48].
ТЦ сдицгиллДтое.
ЖсТоячие мёшду аягцАми симнткллзтй?
Подожка.
Рис. 2. Структура пленки SXF, испускание сцинтилляциоиного света при прохождении наряженной частицы через пакет. Высокочувствительная рентгеновская пленка (марки Fuji RXO-H или Fniji T-IR-H, Japan) вложена между двумя сцинтилляцио иным и экранами, каждый из которых состоит из состава GtbtbS с примесью ~ 1% ТЬ.
Треки частиц, пересекающих установку, имеют близкие по форме и потемнению пятна во всех рядах мишени. Это позволяет выделить траектории частиц, определить их заряд, а по резкому скачку потемнения находить точки взаимодействия первичных ядер с ядрами атомов мишенных слоев.
Структура камеры и мишенного блока установки RUNJOB 1996 показана на рис. 2а, 26. Первичный (Primary) и мишенный (Target) блоки содержат 13 рядов SXF. В промежутках между экранными пленками находятся 1-мм листы железа (которые не показаны на рис. 2а), эмульсионные пленки (Em) и углерод (оргстекло). Высота мишенного блока 510 мм, размер одной пленки 400×500 мм2. Более подробно о камере RUNJOB см. главу I.
10 га за.
4Е5 50 от.
Рис. 2а. Расположение экранных пленок (ЗХР7) и ядерных пленок (Ет) в первичном и мишенном блоках установки.
Рис. 26. Структура камеры и вершинный триггер.
Экранные пленки фиксируют частицы, прошедшие через детектор без взаимодействия, провзаимодействовавшие и остановившиеся в мишенном блоке. Анализ распределения пятен потемнения в рентгеновских пленках мишенного блока позволяют разделить эти разного рода события и определить точки взаимодействия ядер космических лучей.
Пленки 5ХИ впервые были широко использованы в эксперименте 8А^1Ки [18, 19]. Длительность экспозиции в этом эксперименте составила 22.2 часа, площадь камеры 5=1.53 м2. Были найдены треки от различных групп элементов. Общее число зарегистрированных треков 105 536, от группы железа (2>25) — 3177, из них обработано 529 (17%). В таблице 3 приведены в сравнении данные по экспозиции БХИ плёнок в эксперименте ЯШЮВ и БАШПШ.
Б^МКи ЯиШОВ 1996,1У-В, секция «В» .
Время экспозиции 1, ч 22.2 147.5.
Площадь Б, м^ 1.53 0.2.
Фактор Бч, ч-м^ 33.966 29.5.
Зарегистрированных треков 105 536 ~ 46 ООО в 5 ряду.
Плотность пятен, см > И С) 200.
Геомагнитный порог обрезания ~ 4 ГэВ/н ~ 0.7 Гэв/н.
Как видно из таблицы 3 время полета камеры в 1ШМЮВ примерно в 7 раз дольше, чем в БАИЯЖи, соответственно и значительно вырос урол вень фона и плотность пятен, которая в ЯЦШОВ составляет ~200 см". Таким образом, обработка экспериментального материала — измерение пятен потемнений, восстановление траекторий частиц в объеме камеры и поиск вершин взаимодействия ядер в мишени — представляет очень сложную задачу, выполнимую только с использованием полностью автоматизированной системы. Подобная система была создана в ФИАН им. П. Н. Лебедева и получила название ПАВИКОМ (Полностью Автоматизированный Измерительный Комплекс) [49, 50, 51].
Актуальность темы
.
Исследование состава и энергетического спектра ПКИ дают нам ключ к пониманию фундаментальных астрофизических проблем: происхождения космических лучей, их ускорения и распространения в Галактике. Особенный интерес представляет энергетический спектр по тяжелым ядрам в области энергий 1 ТэВ/частицу и выше. Несмотря на развитие баллонной и спутниковой техники, статистика в данной области по тяжелым ядрам очень мала, а результаты во многом противоречивы (см. рис.1). Таким образом, измерение спектра тяжелых ядер при Е> 1 ТэВ/н является исключительно актуальной темой в физике КЛ.
2 К сожалению, в публикации авторов не было приведено полное число пятен на пленке.
С другой стороны, актуальность работы связана с необходимостью автоматизации обработки эмульсионных экспериментов. В настоящее время эмульсионная техника используется как в исследованиях КЛ, так и во множестве других экспериментах благодаря чрезвычайно высокому пространственному разрешению при регистрации ядер и элементарных частиц. В то же время эмульсия требует трудоемкой длительной обработки, потому так важно и актуально создание автоматических методов исследования.
И наконец, актуальна разработка метода автоматизированного анализа эксперимента ЬШШОВ, нацеленного на измерение химсостава ПКИ и использующего 8ХБ плёнки. Результаты экспозиции этого эксперимента не могут быть проанализированы без автоматизации обработки из-за высокой плотности пятен на плёнке.
Цель работы.
Основными целями работы является:
• создать автоматизированный метод анализа эмульсионных данных различных экспериментов на базе уникальной системы ПАВИКОМ;
• с помощью разработанной методики обработать в автоматическом режиме данные эксперимента 1ШШОВ, выделить тяжелые ядра;
• провести численное моделирование процессов регистрации ядер, оценить эффективность работы метода.
Научная новизна и практическая ценность.
С активным участием автора введен в строй уникальный в России измерительный комплекс ПАВИКОМ. для обработки микроизображений фотоматериалов различных научных экспериментов, который позволяет л обрабатывать большие площади (0.5 м) фоточувствительных материалов с.
3 ПАВИКОМ — Полностью Автоматизированный Измерительный КОМплекс. высоким пространственным разрешением (выше 7 мкм/пиксель) на большой скорости (16 см2/мин). Автором написано программное обеспечение для комплекса, которое покрывает все возможности его использования.
Впервые применятся автоматизация обработки для вершинного триггера эксперимента ЯиШОВ. В отличие от стандартного метода регистрации частиц по электромагнитным ливням, развитым в глубине камеры, в этом методе частицы регистрируются в экранных пленках БХБ в верхней части камеры, еще до акта ядерного взаимодействия.
Впервые разработан и использован метод автоматизации измерений для плёнок экранного типа, в условиях высокого фона решена проблема выделения пятен.
Впервые разработан метод трекинга (восстановление траектории частиц в камере) для камеры ЯШЧЮВ и восстановлены вершины взаимодействия в эмульсии. Впервые для регистрации частиц применяется вершинный триггер.
Разработанные в диссертации алгоритмы успешно применяются для обработки данных в экспериментах ИиКЮВ, ЕМШ5 (ФИАН им. П. Н. Лебедева, изучение ядерной материи при сверхвысоких температурах и сверхплотных состояниях [52, 53]), «Платан» (ФТИ им. А. Ф. Иоффе, исследование ПКЛ солнечного и галактического происхождения методом многослойных твердотельных трековых детекторов [54, 55]), семейства «Страна» («СТРАтосферное событие имени Николая Алексеевича Добро-тина», зарегистрированное в 7-суточном полете 1975 г. на высоте около 30 км [56, 57,58]), «Спектр» (ИТЭФ-ОИЯИ, экспериментальное исследование спектров электронов внутренней конверсииметод ядерной спектроскопии, позволяющий получать многообразные сведения о структуре возбужденных состояниях ядер [59]).
Содержание диссертации.
Диссертация состоит из шести глав, введения, заключения, приложения и списка литературы.
В первой главе описывается эксперимент RUNJOB, структура камеры, даны основные характеристики полетов. Основной способ регистрации частиц в эксперименте — по энергии, выделенной в электромагнитную компоненту в калориметре, и в 1-ой главе описана процедура обработки данных по этому методу. Автором была разработана программа построения карт событий, с помощью которых один из трудоемких этапов поиска вершин взаимодействия в ядерной эмульсии был значительно облегчен. Специально созданное мат. обеспечение включает программы работы с плоттером и дигитайзером, расчет общей системы координат и предсказаний координат вершин в эмульсии. С участием автора было обработано 40% экспериментального материала российской части RUNJOB, по которому построены спектры ПКИ.
Во второй главе приведено описание измерительного комплекса ПАВИКОМ, его основные технические характеристики. Это описание прецизионного механического стола MICOS, оптической системы и CCD-камеры4. Обсуждаются в сравнении технические особенности различных типов CCD-камер, которые использовались для MICOS. В конце второй главы ставится задача написания программного обеспечения для оперирования системой.
В третьей главе описывается метод автоматического анализа фоточувствительных материалов, реализованный на базе комплекса ПАВИКОМ. Автоматическая обработка разбивается на 2 этапа: 1) сканирование пленки и получение цифрового изображения, 2) анализ изображения — выделение пятен и определение их характеристик. Рассматривается общая.
4 CCD — charge coupled device (англ.), другими словами — камера на основе ПЗС (прибор с зарядовой связью) матрицы. проблема распознавания изображений, ставится задача выделения пятен в рентгеноэмульсионных пленках.
Вначале главы подробно рассмотрен алгоритм пошагового сканирования пленки и его конкретная программная реализация для ПАВИКОМ. Приведено решение задачи автоматического выделения пятен на пленках БХБ, исследованы зависимости работы алгоритма от различных параметров. Проведено сравнение созданного алгоритма со стандартными методами. Показано, что метод устойчиво работает при незначительных вариациях условий работы. Приведены результаты сканирования 12 БХБ пленок камеры ЬШШОВ 1У-В 1996.
В четвертой главе получены результаты численного моделирования процессов регистрации тяжелых ядер камерой ЬШШОВ 1996. Задача моделирования — получить ожидаемые значения числа пятен, зарегистрированных на разных рядах БХР пленок в мишени, интенсивностей и угловых распределений треков на разных уровнях наблюдения в камере и сравнить их с соответствующими экспериментальными величинами. Получено принципиального ограничение метода для отбора вершин взаимодействия по энергетическому порогу 5-г10 ГэВ/н из-за малой плотности пространственного распределения вторичных фрагментов на таких энергиях. Рассматривается задача интерпретации экспериментальных данных, проведено сравнение с расчетами.
В пятой главе описан алгоритм трекинга — восстановления траекторий частиц в камере и его программная реализация. Задача алгоритма — связать разрозненные пятна на разных рядах БХБ в треки. В главе подробно описан алгоритм, проблемы с которыми автор столкнулся в работе и их решение. Приведены результаты обработки БХБ пленок камеры ЬШМЮВ 1У-В 1996 г. Решается задача оптимального выбора параметров алгоритма трекинга, проводится верификация результатов.
В шестой главе приведен результат поиска вершин взаимодействия в эмульсии на основании целеуказаний по БХР пленкам. По ограниченной статистике были найдены вершины взаимодействия, остановившиеся частицы, потерянные и ложные следы в эмульсиив процентном соотношении эти классы событий соответствуют расчетным оценкам.
Проведена оценка заряда зарегистрированных событий с точностью до зарядовой группы. Показано, что регистрируемые события имеют 2>1.
В заключении сформулированы основные результаты диссертации, полученные в работе и выносимые на защиту. В результате работы создан и апробирован метод автоматической обработки экспериментального материала, с использованием вершинного триггера.
Апробация работы.
Результаты, вошедшие в диссертацию, докладывались и обсуждались на российских и международных конференциях и научных семинарах: сессии отделения ядерной физики РАН «Физика фундаментальных взаимодействий» (Москва, ИТЭФ, 2000, 2002). Ломоносовских чтениях (Москва, МГУ, 2001), III всероссийской конференции «Университеты России — фундаментальные исследования. Физика элементарных частиц и атомного ядра» (Москва, МИФИ, 2002), 18-ом Европейском симпозиуме по физике космический лучей (Москва, 2002), 27 и 28 Международных конференциях по космическим лучам (Германия, Гамбург, 2002; Япония, Цакубо, 2003), научных семинарах НИИЯФ МГУ и ФИАН им. П. Н. Лебедева, рабочем совещании коллаборации Беккерель «Исследование кластеризации в муль-тифрагментации релятивистских ядер» (Дубна, ЛВЭ ОИЯИ. 2004). Эти результаты хорошо известны российской и международной научной общественности.
§ 6.5. Выводы.
Последний этап обработки вершинного триггера показал общую работоспособность методацелеуказания в эмульсии, полученные с использованием метода, дают возможность находить вершины взаимодействия тяжелых ядер в энергетическом интервале £М0 ГэВ/нуклон и значительно расширить статистику по ядрам железа в эксперименте 1ШШОВ.
Заключение
.
1. С участием автора обработано 40% статистики эксперимента RUNJOB и построены спектры ПКИ в интервале энергий 30-г1000 ТэВ/частицу.
2. С активным участием автора построен, налажен и оттестирован Полностью Автоматизированный Измерительный Комплекс (ПАВИКОМ) для обработки микроизображений фотоматериалов, который в настоящее время используется для обработки данных экспериментов RUNJOB, EMU 15, ПЛАТАН, семейства «Страна», обработки ядерных эмульсий бета спектрометра ОИЯИ (Дубна) и др.
3. Создано программное обеспечение для автоматического сканирования и анализа микроизображений, которое позволяет обрабатывать большие площади (0.5 м) фоточувствительных материалов с высоким пространственным разрешением (7 мкм/пиксель и выше) на большой скорости (16 см2/мин).
4. Впервые на базе ПАВИКОМ разработан и оттестирован метод поиска треков и вершин взаимодействий тяжелых ядер, зарегистрированных в SXF пленках эксперимента RUNJOB.
5. Проведена обработка SXF пленок одной камеры RUNJOB-IV 1996 г. и по ней получены эффективность и ограничения применимости метода в условиях высокого фона -200 пятен/см. Показано, что метод может быть применен для получения спектров ядер с зарядом Z>17, ??>10 ГэВ/н.
6. Проведено сравнение экспериментальных результатов с численным моделированием прохождения ядер через атмосферу и условий регистрации в камере и показано, что наблюдается удовлетворительное согласие распределений, полученных экспериментально и на основе расчётов.
