ИСТИНА

Изучение Космических лучей началось с работ Виктора Гессена в 1912 году [1]. За это время проведено множество наземных, баллонных и орбитальных экспериментов по исследованию космических лучей, получено много полезной информации об энергетическом спектре, химическом составе и угловом распределении космических лучей. Выявлено, что космические лучи состоят на 90 % из протонов, на 9 % из ядер и лишь 1 % - составляют электроны и позитроны. Считается, что источниками электронов и позитронов в космических лучах являются взрывы сверхновых звезд, пульсары, нейтронные звезды, процессы взаимодействия адронов космических лучей с межзвездным веществом, и, возможно, распад частиц темной материи. Поэтому именно форма электронного спектра очень чувствительна к наличию частиц темной материи, поэтому исследование электронного спектра важно, как для астрофизики космических лучей, так и для физики элементарных частиц. Энергетические спектры электронов, измеренные в полетах баллонного эксперимента ATIC в 2008 году, демонстрируют по общепринятой модели (GALPROP, Москаленко [2]), превышение потока электронов в диапазоне 100 ГэВ-1ТэВ над расчетным потоком, что может интерпретироваться, как вклад близких астрофизических источников (Vela, Monogem), так и как вклад от распадов частиц темной материи. Однако в данных, полученных позже в орбитальных экспериментах Рamella и Fermi-Lat, не наблюдается этой аномалии в спектре. Наиболее подробные данные об измерении электрон-позитронного спектра получены в эксперименте AMS-2. В этом эксперименте так же не наблюдается аномального электрон-позитронного потока, однако спектр электронов в диапазоне 10ГэВ-1ТэВ, полученный в этом эксперименте, спадает с большей крутизной, чем было обнаружено в предыдущих экспериментах. Таким образом, точное измерение структуры электрон-позитронного спектра в энергетическом диапазоне 100ГэВ-1ТэВ имеет важное значение, что возможно, позволит разрешить противоречия между существующими экспериментальными данными, позволит интерпретировать особенности спектра, а также установить механизм ускорения электронов космических лучей. Цели и задачи исследования: Для решения поставленной задачи по измерению электрон-позитронного спектра необходимо разработать оптимальный программно-аппаратный комплекс, который позволил бы уверенно выделять электромагнитную компоненту космических лучей с коэффициентом подавления адронного фона не менее, чем в 3000 раз и измерять энергетический спектр электронов в диапазоне от 100ГэВ до 1 ТэВ с точностью не хуже 15%. Целями исследования явились: • Полное Монте-Карло моделирование установки Нуклон, и оптимизация уровней срабатывания систем запуска. • Создание алгоритма выделения электронов на фоне адронов в эксперименте Нуклон и его тестирование на ускорительных экспериментах. • Создание и тестирование специализированной микросхемы считывания (СИМС) с большим динамическим диапазоном для малого ионизационного калориметра. Решение поставленных задач позволило создать аппаратуру с возможностью измерения структуры электрон-позитронного спектра в диапазоне 100-1000 ГэВ и реализовать ее в научной аппаратуре Нуклон. Научная новизна: 1. Создана Монте-Карло модель установки Нуклон, учитывающая условия космического эксперимента: наличие в непосредственной близости от установки основной конструкции спутника Ресурс-П, экранировку землей и реальную распространенность компонентов КЛ.