Массовый состав космических лучей в области энергий\( (5-50)×10^{18} \)эВ

Институт космофизических исследований

Авторы: С.П. Кнуренко, И.С. Петров

По относительному содержанию мюонов в широких атмосферных ливнях, зарегистрированных на Якутской установке, сделана оценка атомного веса первичных частиц космического излучения в области энергий выше 5·1018 эВ. Из сравнения экспериментальных данных с расчетами, выполненными в рамках модели адронных взаимодействий QGSjet-II-04, получено следующее соотношение частиц в потоке космических лучей у Земли: 50±10 % составляют протоны и ядра гелия, 32±6% — ядра углерода, азота и кислорода, 16±8% — ядра железа и около 2 % — гамма-кванты сверхвысоких энергий. Данный результат важен для понимания природы КЛ сверхвысоких энергий.

Рисунок 1. Доля ШАЛ, инициированных различными первичными частицами от общего числа ливней (w0), как функция относительного числа мюонов на расстоянии 600 м на единицу средней энергии частиц (ρμ,0). Цветными линиями показаны теоретические предсказания доли мюонов в ШАЛ, вызванных различными частицами КЛ с энергиями (5-50)·1018 эВ, гистограмма – данные Якутской установки.

Публикация: S.P. Knurenko, I.S. Petrov. Mass composition of cosmic rays determined by the muon fraction with εthr>1 GeV in air showers with energy greater than 5 EeV. // Physical Review D. 2020. Vol.102. P.023036. DOI:10.1103/PhysRevD.102.023036.