بخشی از مقاله
چکیده
با استفاده ازکُد شبیه سازيCORSIKA پرتوهاي کیهانی اولیه پروتون با انرژي 10 EeV شبیه سازي شده اند و توزیع هاي عرضی و طولی نور فلورسانس ناشی از تحریک مولکول هاي نیتروژن موجود در جو مورد مطالعه قرار گرفته اند.توزیع عرضی نور فلورسانس و اندازه زاویه اي تصویر بهمن براي داده هاي شبیه سازي محاسبه شده اند.ما نشان داده ایم با زیاد شدن فاصله آشکارساز از بهمن، این زاویه کاهش می یابد.
مقدمه
یکی از جنبه هاي مهم آزمایش هاي پرتو کیهانی ،تعیین انرژي پرتو اولیه است.اما در انرژي هاي خیلی زیاد، به دلیل شار خیلی کم این پرتوها، انجام این کار به روش آشکارسازي مستقیم امکان پذیر نیست و باید از روش آشکار سازي غیر مستقیم یعنی مطالعه ذرات و نور چرنکوف موجود در بهمن هاي گسترده هوایی - EAS - که از اندر کنش پرتو اولیه با جو زمین ایجاد می شوند، استفاده کرد. یک روش دیگر براي مطالعه پرتوهاي کیهانی، آشکارسازي نور فلورسانس ایجاد شده توسط ذرات ثانویه در هنگام عبور از جو زمین و اندر کنش با نیتروژن هاي موجود در هوا می باشد.
این روش توسط آشکارساز هاي Fly’s Eye استفاده می شود.در کل تولید نور فلورسانس در جو بازده خیلی پایینی دارد در نتیجه این روش در انرژي هاي خیلی زیاد کاربرد دارد. روش فلورسانس بر پایه ي جمع آوري نور منتشر شده از مولکول هاي تحریک شده توسط ذرات باردار بهمن میبرايباشد. پرتوهاي اولیه در محدوده VHE - انرژي هاي خیلی زیاد - مقدار نور کافی توسط تعداد زیاد ثانویه هاي موجود در آبشار وجود دارد به طوري که این نور از فاصله ي چند میلیون کیلومتر توسط آشکارسازها دیده می شود[1] .چون مقدار نور فلورسانس کاملا" به تعداد ذرات موجود در بهمن بستگی دارد یک معیار گرماسنجی خوب براي اندازه گیري انرژي اولیه است. درکار حاضر توسعه طولی و عرضی این نور فلورسانس مورد مطاله قرار گرفته و توسعه عرضی فوتون ها براي پروتون هاي اولیه با انرژي 10 EeV با استفاده ازکُد شبیه سازي CORSIKAبه دست آمده است.
توسعه طولی نور فلورسانس
براي مطالعه ي توسعه ي طولی EAS می توان از اندازه گیري فلورسانس مولکول هاي هوا هنگام عبور ذرات باردار استفاده کرد. ذرات بهمن مولکول ها و یون هاي نیتروژن موجود در جو را یونیزه و تحریک می کنند. در نتیجه آن ها 10-50 نانو ثانیه بعد از تحریک، فوتون هاي فلورسانس صادر می کنند که به طور متوسط 4-5 فوتون در واحد متر براي هر الکترون است. تقریبا" %80 نور فلورسانس در ناحیه 300-450nm نشر می شود که اتمسفر کاملا" براي آن ها شفاف است.
[2] این نور فلورسانس توسط آشکارسازهاي اپتیکی نصب شده بر روي تلسکوپ ها هنگامی که منبع نور روي امتداد محور بهمن حرکت می کند دیده می شود. چون تعداد فوتون هاي فلورسانس ایجاد شده در هر عمق Xفاصله متناسب با تعداد الکترون هاي موجود در آنمطالعهعمق است، با توسعه طولی این فوتون ها می توان تعداد الکترون ها در آن عمق را بدست آورد و چون تعداد الکترونها معیاري از انرژي پرتو اولیه است به این طریق می توان انرژي را به دست آورد.
