В связи с перерывами в работе форума только сейчас выкладываю информацию о докладах на семинаре.
21 февраля с докладом выступил аспирант нашей кафедры Григорий Игоревич Рубцов, стипендиат Правительства РФ. Г.И.Рубцов сотрудничает с Институтом ядерных исследований РАН.
Доклад был посвящен проблемам физики космических лучей.
... Из далекого космоса на каждые 100 квадратных километров ежегодно прилетает одна частица очень высокой энергии - порядка
. Этой энергии достаточно, чтобы вызвать нагрев воды на вполне ощутимую величину.
Попав в атмосферу, частица начинает интенсивно взаимодействовать с веществом и рождать новые частицы - пионы, каоны, протоны, фотоны, электроны. Образуется атмосферный ливень. Если энергия каждой из новых частиц порядка 1 ГэВ, то в ливне оказывается примерно
частиц.
Теоретическое описание ливней достаточно сложно. Пока космическая частица имеет высокую энергию, можно считать, что ливень распространяется по прямой и пользоваться одномерными моделями; на последующих стадиях надо исследовать уже трехмерные модели.
Оказывается, что поперечные размеры ливня порядка 100 м (ядро ливня); вокруг ядра имеется периферия размером примерно 1 км с меньшей плотностью частиц.
Эксперименты по детектированию ливней проводились в Японии в 1987-98 годах. На площадке размером 10 на 10 км были размещены детекторы - с интервалом в 1 км. За 11 лет было зарегистрировано 11 событий, которые можно интерпретировать как попадание частицы сверхвысокой энергии: срабатывало одновременно несколько детекторов. Аналогичная установка работает до сих пор в Якутске.
В докладе подробно рассмотрен вопрос о том, как отличать ливни, вызванные различными элементарными частицами.
Ливни от протонов и ядер содержат большое количество мюонов, так как идут адронные процессы. Ливни от фотонов содержат, как правило, только фотоны и элетрон-позитронные пары. Мюонов там мало. Ливни же от нейтрино должны наблюдаться в основном при практически горизонтальном падении нейтрино, так как в этом случае толщина атмосферы оказывается больше. Но горизонтальных ливней не наблюдают; по экспериментальным данным можно сделать вывод, что ливни порождаются скорее протонами или ядрами, чем фотонами.
Предположительно высокоэнергичные частицы прилетают из ядер
галактик специального вида.
Основная теоретическая проблема заключается в следующем. Непонятно, как частица высокой энергии могла долететь до Земли из другой
галактики. Дело в том, что протон будет взаимодействовать с реликтовым излучением по каналу
и тормозиться. Порог этой реакции как раз порядка
.
Кроме того, частицы, вызывающие ливни, летят от другой
галактики до нас по прямой, а протоны должны были отклониться в магнитном поле.
Предполагают, что ливни могут быть вызваны пока не открытыми нейтральными частицами большой массы.
Другая гипотеза основана на отказе от лоренц-инвариантности (то есть от формулы для связи энергии и импульса частицы), но убедительных доводов
в пользу этой гипотезы нет.
Фото с семинара: