Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Ядерно-физические приборы (7 сем) / Сборник_лабораторных_работ

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
21.04.2026
Размер:
8.07 Mб
Скачать

Рис. 1.10. Область построения графиков

Построенные гистограммы можно фитировать распределением Гаусса и распределением Ландау, используя для этого кнопки «Распределение Гаусса» и «Распределение Ландау». Пример использования фитирования распределением Гаусса показан на рис. 1.11 (красная линия), µ (математическое ожидание, среднее значение) и s (среднеквадратическое отклонение) – параметры функции распределения; аналогично для фитирования распределением Ландау.

21

Рис. 1.11. Пример фитирования распределением Гаусса

Для наглядности графиков кнопки «X логарифм.» и «Y логарифм.» под надписью «Масштаб» позволяют изменить масштаб осей X и Y на логарифмический (см. рис. 1.10). После нажатия на кнопку «X логарифм.» масштаб оси X изменится на логарифмический, а надпись на кнопке изменится на «X линейный», и теперь эта кнопка позволит вернуть оси X линейный масштаб (см. рис. 1.12).

Кнопками под надписью «Cтереть с графика»: «Последний элемент» и «Все элементы» можно удалить из области построения графиков последний элемент и все элементы соответственно. Распределения и зависимости можно строить на одном и том же графике с помощью кнопки «На том же графике» (см. рис. 1.10); после нажатия этой кнопки надпись на ней изменится на «На новом графике» (теперь эта кнопка позволит строить распределения и зависимости на новом графике (рис. 1.12).

22

Рис. 1.12. Пример использования логарифмического масштаба

4.5. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Сегодня моделирование Монте-Карло регистрации частиц научной аппаратурой широко используется физиками для создания критериев отбора полезных событий, расчета характеристик прибора и его отклика на частицы определенного сорта и энергии. Важно, что в этом случае тип и энергия моделируемых частиц известны, а взаимодействия с веществом определяются весьма реалистичными вероятностными моделями в зависимости от сечений известных физических процессов.

В лабораторной работе используются данные моделирования Монте-Карло прохождения протонов (p), ядер гелия-4 (He4) и позитронов (e+) через магнитный спектрометр PAMELA в среде Geant4.

Задача студента – научиться использовать эти данные для идентификации частиц разного сорта и энергии с помощью детек-

23

торов, входящих в состав магнитного спектрометра PAMELA, а также рассчитывать такие характеристики приборов, как энергетическое разрешение и светосила.

1.1.1.Базовые критерии отбора, необходимые для идентификации полезных событий магнитным спектрометром

PAMELA

1.Критерии должны позволить:

исключить фоновые события, которые приходят вне апертуры прибора или рождаются в контейнере или конструктивных частях внутри и около прибора;

определить основные физические характеристики частиц (тип, скорость, жесткость).

2.Согласовать критерии отбора с преподавателем.

3.Ввести критерии отбора в интерфейсе лабораторной работы

враздел «Критерии отбора событий».

1.1.2. Определение энергетического разрешения трековой системы для позитронов, протонов и ядер гелия в зависимо-

сти от их энергии

1.Выбрать тип и импульс частиц из вариантов, предлагаемых

всоответствующих списках. Рекомендуется начать выполнение работы с выбора протонов с импульсом 0,5 ГэВ/с.

2.Отобрать события из файла моделирования согласно установленным критериям для выбранных частиц, нажав кнопку «Отобрать события». Слева от кнопки будет выведено их число. Удалить выборку событий можно с помощью кнопки «Очистить память».

3.Энергетическое разрешение трековой системы:

a)построить для отобранных событий распределение жесткостей, измеренных трековой системой, нажав на кнопку «Жесткости, R» (под надписью «Построить») в центральной части окна (см. рис. 1.9);

b)фитировать полученную гистограмму распределени-

ем Гаусса;

24

c) записать параметры распределения – среднеквадратическое отклонение σ (σ2 – дисперсия) и математическое ожидание μ (среднее или наиболее вероятное значение (mpv)).

4.Выполнить пункты a)-c) для всех частиц и всех доступных значений жесткости.

5.Сохранить по одному рисунку для каждого типа частиц и объяснить отличия.

6.Обработка данных:

7.Построить зависимости следующих величин от истинной жесткости частиц:

наиболее вероятного значения μ распределения измеренной жесткости;

стандартного отклонения σ распределения измеренной жесткости.

8.Объяснить полученные результаты.

1.1.3.Флуктуации энергетических потерь

на ионизацию среды.

1.Для протонов с жесткостью 2 ГВ построить следующие распределения и фитировать их поочередно распределениями Ландау и Гаусса:

ионизационных потерь в плоскости ВПС S21, нажав кнопку «dE/dx в детекторе S21» (под надписью «Построить») в центральной части окна (см. рис. 1.9);

ионизационных потерь в плоскости трековой систем, нажав кнопку «dE/dx в трекере Y2» (под надписью: «Построить») в центральной части окна (см. рис. 1.9).

2.Сохранить рисунки. Сделать выводы.

1.1.4.Использование измерений жесткости и скорости для

идентификации частиц.

1. Для каждого типа частиц (последовательно для протонов, ядер гелия и позитронов) и всех энергий построить зависимость измеренной времяпролетной системой скорости от измеренной трековой системой жесткости. Для того чтобы все зависимости отображались на одном графике, должна быть нажата кнопка «На том же графике», а за само построение отвечает кнопка «Скорость

25

(жесткость)» (расположена под надписью «Зависимости» в центральной части окна (см. рис 1.9)).

2.Подобрать масштаб и сохранить рисунок.

3.Сделать вывод о возможности идентификации частиц с помощью данной зависимости.

1.5.5.Использование зависимости ионизационных потерь от жесткости для определения абсолютной величины

заряда частиц

1.Для каждого типа частиц (последовательно для протонов, ядер гелия и позитронов) и всех энергий построить распределение средних ионизационных потерь в кремниевых стриповых плоскостях трековой системы от измеренной трековой системой жесткости. Для этого должна быть нажата кнопка «На том же графике», а за само построение отвечает кнопка «dE/dx (жесткость)».

2.В форму дополнительного отбора частиц, расположенную в центральной части окна, после надписи «Отбор частиц» введите функцию зависимости светосилы от жесткости «F(R) =», и постройте на графике dE/dx(R) линии, ограничивающие область протонов и область ядер гелия сверху и снизу. Для отображения линий нажмите кнопку «Построить». Кнопки под надписью «Стереть с графика» позволят удалить линию, если она окажется неудачной (кнопка «Последний элемент»).

3.Подобрать масштаб и сохранить рисунок.

4.Сделать вывод о возможности идентификации частиц с помощью данной зависимости.

1.5.6.Использование зависимости полного энерговыделения в калориметре от жесткости для разделения протонов и позитронов высоких энергий

1. Для каждого типа частиц (последовательно для протонов, ядер гелия и позитронов) и всех энергий построить зависимость полного энерговыделения в калориметре от измеренной трековой системой

26

жесткости. Для этого должна быть нажата кнопка «На том же графике», а за само построение отвечает кнопка «Qtot (Жесткость)».

2.Подобрать масштаб и сохранить рисунок.

3.Сделать вывод о возможности идентификации частиц с помощью данной зависимости.

1.5.7.Рассчитать светосилу прибора для протонов и ядер гелия при установленных базовых критериях и

дополнительном критерии отбора в зависимости от жесткости

1. Светосила – это физическая величина, которая позволяет связать число частиц, зарегистрированных прибором (зависит от свойств самого прибора и критериев отбора событий), и реальное число частиц, прошедших через площадку над ним (универсальная величина, которая может быть измерена в разных экспериментах). Светосила:

площадки = π ;

прибора = π :.

Учтем, что частицы бросают на детектор под углом 20 :

 

= π sin% 20 <!,

 

прибора

<

(1.6)

где s – размер площадки, через который проводилось моделирование (60х60 см2); N – количество отобранных в моделировании событий, а N0 – полное количество моделируемых событий.

Тогда поток частиц через единичную площадку в элементе телесного угла может быть вычислен по формуле

=

=

,

(1.7)

>прибора∙∆A∙∆+

 

27

где M – количество отобранных в эксперименте событий, T – время измерения (c), E – ширина энергетического канала (эВ). Если M=N, то в числителе формулы (1.7) окажется N0, а в знаменателе вместо светосилы прибора – светосила площадки.

2.Последовательно для протонов и ядер гелия всех энергий провести отбор событий при установленных базовых критериях и дополнительном критерии (dE/dx(R)). Записать количество подходящих событий и общее число моделируемых событий.

3.По формуле (1.6) с учетом погрешности рассчитать светосилу прибора для протонов и ядер гелия.

4.Построить зависимость светосилы для протонов и ядер от истинной жесткости частиц.

5.Объяснить характер поведения зависимостей и причины отличия светосилы протонов и ядер гелия.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ И СПИСОК КОНТРОЛЬНЫХ ВОПРОСОВ

1.Цель работы.

2.Схема магнитного спектрометра PAMELA с обозначением всех детекторов.

3.Список базовых критериев отбора событий и аргументы в пользу их выбора.

4.Для каждого типа частиц привести по одному примеру распределения жесткостей, измеренных трековой системой. Объяснить отличия для разных сортов частиц.

5.Таблица значений параметров распределений жесткостей, измеренных трековой системой – среднеквадратического отклонения σ и математического ожидания μ.

6.Зависимости энергетического разрешения σ от жесткости R для частиц разного типа. Сравнить зависимости для разных сортов частиц и объяснить отличия.

28

7.Путем экстраполяции зависимости σ(R) в область высоких энергий найти величину MDR – максимально допустимой измеряемой жесткости.

8.Зависимости μ(R) для частиц разного типа. Сравнить зависимости для разных сортов частиц и объяснить отличия.

9.Почему для протонов зависимость μ(R) становится нелинейной в области малых значений R? Будет ли наблюдаться схожий эффект для ядер гелия?

10.Распределение ионизационных потерь в плоскости ВПС и распределение ионизационных потерь в плоскости трековой системы, фитированные поочередно распределениями Ландау и Гаусса.

11.Сравнить распределения между собой, объяснить отличия и сделать вывод об их форме в каждом случае.

12.Зависимость измеренной времяпролетной системой скорости от измеренной трековой системой жесткости для каждого типа частиц и всех доступных энергий.

13.Объяснить, как с помощью измерений скорости и жесткости определить тип частицы. При каких энергиях это невозможно?

14.Зависимость средних ионизационных потерь в кремниевых стриповых плоскостях трековой системы от измеренной трековой системой жесткости для каждого типа частиц и всех доступных энергий с линиями, ограничивающими область протонов и область ядер гелия сверху и снизу.

15.Объяснить, как с помощью измерений ионизационных потерь и жесткости определить тип частицы. При каких энергиях это невозможно?

16.Зависимость полного энерговыделения в калориметре от измеренной трековой системой жесткости для каждого типа частиц

ивсех доступных энергий. Объяснить, как с помощью измерений полного энерговыделения в калориметре и жесткости определить тип частицы. При каких энергиях это невозможно?

17.Что такое светосила? Зависимость светосилы для протонов

иядер гелия от истинной жесткости частиц. Объяснить форму зависимости.

29

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.К.Н. Мухин, Экспериментальная ядерная физика. Т. 1. Физика атомного ядра. М.:Лань, 2008

2.P. Picozza, A.M. Galper at al PAMELA – A payload for antimatter matter exploration and light-nuclei astrophysics. Astroparticle Physics, 2007, V. 27, PP. 296–315

3.А.П. Абрамов, Ю.А. Казанский, У.С.Матусевич. Основы экспериментальных методов ядерной физики. 3-е изд., перераб. и доп. – М.:Атомиздат, 1985.

4.http://geant4.cern.ch/

30

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2 ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА,

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ И ПРОСТРАНСТВЕННЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ ПО ДАННЫМ ЭКСПЕРИМЕНТА PAMELA

Цель работы: изучить состав космических лучей различного происхождения в околоземном космическом пространстве с использованием данных, полученных с помощью магнитного спектрометра PAMELA.

2.1. КОСМИЧЕСКИЕ ЛУЧИ В ОКОЛОЗЕМНОМ ПРОСТРАНСТВЕ.

2.1.1.Магнитное поле Земли.

Большинство планет Солнечной системы обладают собственным магнитным полем (МП), которое образуется в результате протекания различных внутренних процессов. Земля не является исключением, а напряженность ее магнитного поля уступает лишь плане- там-гигантам: Юпитеру, Сатурну и Урану.

Происхождение и природа МП Земли, которыми занимается такой раздел геофизики, как геомагнетизм, сегодня достоверно не изучены. Основная гипотеза – это магнитное гидродинамо. Согласно ей, в центре планеты существует токопроводящее жидкое внешнее ядро, тепловая конвекция в котором приводит к образованию кольцевых электрических токов (рис. 2.1). Различная скорость механического движения вещества в нижней части жидкого

ядра и твердого внутреннего ядра,

Рис. 2.1. Природа магнитного по-

а также в верхней части жидкого

ля Земли

ядра и мантии приводит к форми-

 

рованию кольцеобразных (торои-

 

31

 

дальных) замкнутых по форме электрических полей, не выходящих за пределы ядра. Благодаря взаимодействию тороидальных электрических полей с конвективными течениями возникает суммарное магнитное поле дипольного характера, ось которого примерно совпадает с осью вращения Земли.

В общем виде магнитное поле Земли имеет сложную структуру, показанную на рис. 2.2, однако на малых расстояниях (до нескольких радиусов планеты) его можно

Рис. 2.2. Магнитосфера Земли представить в виде диполя.

Отметим несколько важных особенностей положения и ориентации магнитного диполя. Его ось: а) не проходит через геометрический центр вращения Земли и сдвинута в сторону, противоположную восточной оконечности Бразилии на 400÷1000 км; б) наклонена на 10÷15º к оси вращения Земли. Поэтому магнитный и географический экваторы не совпадают. Сегодня полярность магнитного поля Земли противоположна географической (северный магнитный полюс находится на географическом юге, а южный магнитный полюс – на географическом севере). Смена магнитных полюсов Земли называется инверсией магнитного поля. На протяжении геологической истории нашей планеты такое происходило более 100 раз. Ось магнитного диполя медленно прецессирует, поэтому с течением времени положение магнитных полюсов относительно земной поверхности меняется.

Геомагнитное поле можно разделить на три части: главное, аномальное и внешнее магнитное поле. Главное поле, а также его вековые вариации (так называются медленные изменения магнитного

32

Рис. 2.3. Геомагнитные координаты Мак-Илвайна

поля во времени) имеют внутренний источник в ядре Земли. Аномальное поле обусловлено совокупностью источников в тонком верхнем слое, называемом магнитоактивной оболочкой Земли. Внешнее поле связано с внешними источниками – токовыми системами в околоземном пространстве. Наблюдаемое на поверхности Земли магнитное поле есть примерно на 95 % главное поле, на 4 % аномальное поле и на 1 % внешнее поле.

Магнитный момент Земли М равен 8.1·1025 Гс·см3, а магнитное поле на поверхности в среднем ~ 0.4 Э.

На малых расстояниях от Земли дипольная конфигурация поля искажается под влиянием земных магнитных аномалий, например, Бразильской, Канадской, Сибирской или Курской, – отклонения от эквивалентного диполя до 20 % напряженности отдельных областей с характерными размерами до10 000 км.

На расстояниях более ~ 5 радиусов Земли дипольная конфигурация магнитного поля планеты тоже искажается, но уже под действием «набегающего» солнечного ветра и переносимого им межпланетного магнитного поля (см. рис. 2.2). Солнечный ветер обтекает околоземное пространство по внешней границе ударной волны, создавая круговой ток. Магнитное поле тока сдерживает проникновение солнечного ветра внутрь магнитосферы и стабилизирует ее размеры. Переходная область между фронтом ударной волны и магнитосферой заполнена турбулентной солнечной плазмой.

Это объясняет форму магнитосферы Земли – она сильно сплюснута с освещаемой Солнцем стороны и сильно вытянута с ночной стороны. Граница магнитосферы с солнечной стороны, которую можно определить из условия равенства давлений магнитного поля и набегающей плазмы, по оценкам находится на расстоянии ~10÷15 радиусов Земли Re. С ночной стороны магнитосфера представляет собой длинный цилиндрический хвост радиусом ~20÷25 Re, вытянутый на сотни тысяч километров (намного большее, чем 200 Re) и достигающий орбиты Луны (где он заканчивается – не известно).

Вариации интенсивности солнечного ветра приводят к изменениям формы и размеров магнитосферы, что влияет на характер вза-

33

имодействия космического излучения с магнитосферой и изменяет потоки космических лучей у Земли.

2.1.2.Геомагнитные координаты

Для описания движения частиц в магнитном поле Земли удобно ввести геомагнитную систему координат, в которой точка в дипольном поле задается двумя координатами L и B (координатами Мак-Илвайна, рис. 2.3). L (L-

оболочка) – величина равная расстоянию от центра Земли до точки пересечения магнитной силовой линией, проходящей через данную точку, плоскости геомагнитного экватора. Координата L измеряется в радиусах Земли. B – магнитная индукция поля в данной точке и измеряется в Гс.

2.1.3.Компоненты космических лучей в околоземном

пространстве.

Компоненты космических лучей, присутствующих в разных областях околоземного пространства:

галактические космические лучи; солнечные космические лучи; захваченные частицы радиационного пояса; частицы альбедо.

Галактические космические лучи (ГКЛ) рождаются: а) в источниках, расположенных внутри нашей Галактики, например, при взрывах сверхновых, в магнитосферах нейтронных звезд, при аккреции на релятивистские объекты и др. (первичная компонента); б) при взаимодействии высокоэнергичных первичных космических

34

лучей с межзвездной средой (вторичная компонента). Прежде чем достичь наблюдателя на околоземной орбите, ГКЛ проходят путь в межзвездной среде и в гелиосфере, где их энергетический спектр меняет свой показатель и форму, а также должны проникнуть в магнитосферу Земли. Химический состав галактической компоненты включает ядра (в том числе изотопы) различных элементов с кинетической энергией более нескольких десятков МэВ/нуклон (90 % – протоны, 9 % – ядра гелия и 1 % – все остальные ядра), а также электроны и позитроны с энергией более 10 МэВ.

Солнечные космические лучи (СКЛ) – потоки заряженных частиц, ускоренных на Солнце в результате активных взрывных процессов (солнечных вспышек) и эпизодически появляющихся в межпланетном пространстве на фоне ГКЛ.

Движение космических лучей в магнитном поле Земли определяется их зарядом и энергией, а также конфигурацией и напряженностью магнитного поля. Вектор скорости частицы можно разложить на две составляющие, обеспечивающие поступательное движение вдоль магнитной силовой линии и вращательное (ларморовское) вокруг магнитной силовой линии (рисунок 2.4).

Центр вращения называется ведущим центром траектории частицы. В совокупности получается движение по спирали. Траектория движения частицы (кривизна, глубина проникновения в магнитосферу) зависит от ее магнитной жесткости. Каждой точке магнитосферы соответствует определенное критическое значение магнитной жесткости, называемое жесткостью геомагнитного обрезания. Если магнитная жесткость частицы равна этому значению или

Рис. 2.4. Движение частицы в магнитном поле Земли

35

больше него, она может достичь данной точки. Значение критической магнитной жесткости является функцией вектора напряженности магнитного диполя в заданном месте и вектора скорости движения частицы. Таким образом, оно зависит от направления, по которому частица движется в эту точку.

Радиационный пояс Земли (РПЗ). Внутри магнитосферы есть область, в которую частицы с энергией меньше критической не могут попасть, а те, что уже находятся там, не могут ее покинуть. Эту область называют зоной захвата или радиационным поясом Земли. В радиационном поясе удерживаются значительные потоки захваченных частиц (прежде всего протонов и электронов).

Магнитные силовые линии, вдоль которых движутся захваченные частицы, замкнуты. По мере перемещения частицы от экватора вдоль магнитной силовой линии на нее действует возрастающая сила, противодействующая ее углублению в область большей магнитной напряженности. При приближении частицы к полюсам, ее поступательное движение замедляется и, в конце концов, прекращается. Но поскольку сила, противодействующая движению частицы к магнитным полюсам, продолжает действовать, начинается спиральное движение в обратную сторону. Около противоположного полюса процесс повторяется. Точку, где направление движения частицы вдоль магнитной силовой линии сменилось на обратное, называют зеркальной точкой. Таким образом, захваченная частица совершает вращательное движение вокруг силовой линии и колебательное – между зеркальными точками.

Помимо этих двух видов движения захваченной частицы существует еще и третий. Когда частица совершает один оборот вокруг магнитной силовой линии, она пересекает области с разной напряженностью магнитного поля: оно больше на внутренней части ларморовской окружности, чем на внешней. Следовательно, и ларморовский радиус меньше на внутренней части, чем на внешней. По этой причине частица, совершив полный оборот, промахивается мимо исходной точки, так что ведущий центр смещается к западу в случае положительного заряда частицы или к востоку – в случае отрицательного. Смещение будет происходить и на последующих витках. Так возникает третий вид движения – долготный дрейф.

36

Частица оборачивается вокруг Земли именно из-за долготного дрейфа: период обращения обратно пропорционален энергии частицы.

Существует несколько механизмов заполнения РПЗ. Первый и основной механизм – это распад альбедных нейтронов (рождающихся при взаимодействии космического излучения с атмосферой) с образованием протонов, электронов и электронных антинейтрино. Второй механизм – радиальная диффузия. Плазма солнечного ветра, обтекая магнитосферу, врывается в магнитное поле Земли со стороны хвоста магнитосферы, и заряженные частицы, оказавшись на магнитной силовой линии, захватываются и участвуют во всех трех описанных выше движениях. Кроме этого, РПЗ заполняется продуктами взаимодействия первичных протонов с ядрами в верхней атмосфере (альбедные электроны и протоны) или продуктами распада высокоэнергичных радиоактивных альбедных ядер (электроны и позитроны).

Захваченные частицы в радиационном поясе удерживаются довольно долго, пока они не рассеятся или не потеряют энергию при взаимодействии с остаточной атмосферой. Чаще всего это происходит в БМА, так как ось магнитного поля смещена относительно географического, из-за чего в области БМА магнитное поле искажается, и радиационный пояс углубляется в атмосферу.

Частицы альбедо – это продукты ядерных реакций, возникающие при взаимодействии первичных космических лучей с атмосферой Земли.

2.2. НАУЧНЫЕ ЗАДАЧИ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА PAMELA

Эксперимент PAMELA посвящен исследованию: темной материи, барионной асимметрии Вселенной, механизмов генерации и распространения космических лучей в нашей Галактике и солнечной системе (исследованию солнечной модуляции) и взаимодействия космических лучей с магнитосферой.

Основная научная задача эксперимента – поиск и изучение антивещества в космическом излучении для:

37

поиска доказательств аннигиляции или распада гипотетических массивных частиц темной материи по точному измерению энергетических спектров античастиц (антипротонов и позитронов);

изучения барионной асимметрии Вселенной по регистрации антиядер тяжелее антипротонов (в частности, антигелия);

проверки и усовершенствования моделей распространения космических лучей в межзвездной среде посредством точных измерений энергетических спектров античастиц, легких ядер и их изотопов.

Дополнительные задачи:

солнечно-земная физика: механизмы генерации высокоэнергичных частиц в солнечных вспышках и солнечная модуляция (зависимость потока КЛ низких энергий от солнечной активности);

получение энергетического спектра электронов космических лучей до нескольких ТэВ, что позволит изучить возможный вклад от локальных источников;

физика околоземного пространства: высокоэнергичные заряженные частицы альбедо и в радиационных поясах Земли.

2.3. ВОПРОСЫ ДЛЯ ДОПУСКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

1.Структура магнитного поля Земли. Геомагнитные координа-

ты.

2.Компоненты космических лучей в околоземном простран-

стве.

3.Проникновение галактических КЛ в магнитосферу. Жесткость геомагнитного обрезания.

4.Проникновение солнечных КЛ в магнитосферу.

5.Захваченные частицы в радиационных поясах Земли.

6.Генерация альбедной компоненты КЛ.

7.Поток и интенсивность КЛ. Их единицы измерения.

8.Устройство магнитного спектрометра PAMELA.

9.Орбита КА «Ресурс-ДК1».

38

2.4. ИНТЕРФЕЙС

Для запуска интерфейса лабораторной работы в командной строке MatLab выполните V10(2).

Интерфейс лабораторной работы по измерению потока заряженных частиц вдоль орбиты космического аппарата эксперимента PAMELA представлен на рис. 2.5.

Рис. 2. 5. Интерфейс лабораторной работы

В левой части окна находится раздел «Критерии отбора событий» (рис. 2.5), поля которого позволяют установить критерии отбора событий, опираясь на данные каждого детектора спектрометра PAMELA. Этот раздел подробно представлен в описании лабораторной работы «Изучение методов идентификации частиц при помощи магнитного спектрометра на примере научной аппаратуры PAMELA».

2.4.1.Физический анализ событий

В центральной части окна находится раздел, посвященный отбору экспериментальных данных и физическому анализу событий (рис. 2.6).

Для отбора экспериментальных данных в графу «Светосила» введите функцию светосилы в зависимости от жесткости, полученную по результатам лабораторной работы «Изучение методов иден-

39

тификации частиц при помощи магнитного спектрометра на примере научной аппаратуры PAMELA».

В графу «Дата и время» введите дату и время в формате <день>, <месяц>, <год>, <час>, <минута>, <секунда>. Для дополнительного отбора предусмотрены графы: «Географические координаты», «Геомагнитные координаты». Для отбора по величине заряда введите функцию, полученную в работе «Изучение методов идентификации частиц при помощи магнитного спектрометра на примере научной аппаратуры PAMELA», в соответствующую графу «F(R)<=» в формате ввода matlab.

В правой части графического интерфейса лабораторной работы отображаются построенные распределения и зависимости, их можно сохранить при помощи кнопки «Сохранить» сверху справа. Этот раздел подробно представлен в описании лабораторной работы «Изучение методов идентификации частиц при помощи магнитного спектрометра на примере научной аппаратуры PAMELA».

Рис. 2.6. Физический анализ событий: сверху – форма для выбора типа и импульса частицы; посередине – кнопки для анализа отобранных событий; снизу – форма для дополнительного отбора частиц при помощи функции светосилы

40