7 Августа, 2006В. Аммосов, 29-я РККЛ1 Проект КосмоУНК для исследования космических лучей сверхвысоких энергий В.В.Аммосов 1, Г.И.Бритвич 1, А.П.Останков 1, В.П.Павлюченко 2, В.А.Рябов 2, А.А.Семак 1, А.П.Чубенко 2 1 ИФВЭ 2 ФИАН

7 Августа, 2006В. Аммосов, 29-я РККЛ2 Задумка Предлагается создание установки и проведение экспериментов по исследованию космических лучей сверхвысоких энергий на базе существующего туннеля УНК в ИФВЭ : - Детектор в туннеле УНК - регистрация проникающей компоненты ШАЛ (µ, ?) - Наземный детектор – регистрация заряженной, электромагнитной и нейтронной компонент ШАЛ

7 Августа, 2006В. Аммосов, 29-я РККЛ км окружность 20(юг)-60(север) м под землей 5.1 м диаметр Статус УНК Туннель практически полностью готов (95%), остался север (вода) Наземка – несколько площадок и зданий в южной части

7 Августа, 2006В. Аммосов, 29-я РККЛ4 Концепция установки Установка : Наземный детектор + Подземный детектор в туннеле УНК Регистрация : зар., e/, n + мюоны с Е > ГэВ Вся уст-ка : S~70 км2, 7000 сц.сч. + S~ 10 5 м2, сц.сч. и ДК ДК 400 см 27 0 см 510 см СС ch,em,n

7 Августа, 2006В. Аммосов, 29-я РККЛ5 Физика В диапазоне энергий эВ эВ - измерение ядерного состава космических лучей ; - поиск фотонной составляющей космических лучей; - детальное изучение состава ствола ШАЛ. Статистика: J(>E 0 )= 10 4 (E 0 /10 17 ) -2 {част/км 2 год стер} E 0, эВ S = 1 км Вся уст-ка ~10 4 ~100 ~1 для условий – 1 год, 1 стер

7 Августа, 2006В. Аммосов, 29-я РККЛ6 Мюоны в УНК -малые адронные и э.м. фоны - меньшее многократное рассеяние - относятся к более первым поколениям

7 Августа, 2006В. Аммосов, 29-я РККЛ7 Концепция установки Измеряемые: по подземной части - частичное поперечное распределение мюонов, включая интеграл N ; - времена прихода мюонов; - направления мюонов ; по наземной части - поперечное распределение заряженной компоненты, включая интеграл Nе ; -времена прихода космических лучей; -электромагнитную и нейтронную составляющие для ствола ливня. R Времена прихода и направления мюонов могут быть использованы для восстановления продольного развития ливня Это возможная особенность эксперимента на УНК

7 Августа, 2006В. Аммосов, 29-я РККЛ8 Восстановление мюонов Продольное распределение ливня Реально: R по углу и времени R> 200 м – время лучше, возможно восстановление продольного распределения, если хватает статистики Т.е. восстановление работает лучше для больших энергий t = 2 нсек = 1 0

7 Августа, 2006В. Аммосов, 29-я РККЛ9 Возможности установки Восстановление эВ, R=100 м Слабая чувствительность к А P-Fe = ~40 г/см2, а разброс ~150 г/см2 ошибка в точности восстановлении ~ 30 г/см2 p Fe

7 Августа, 2006В. Аммосов, 29-я РККЛ10 Возможности установки Nmu для р,О,Fe в полосе 5 м на R= 150 м эВ, Emu > 10 ГэВ Значимое различие в распределениях по множественности v.s. R Полоса 5 м эВ, Emu > 10 ГэВ Значимое различие при всех R

7 Августа, 2006В. Аммосов, 29-я РККЛ11 Возможности установки Nmu v.s. Ne эВ, Emu > 10 ГэВ Все мюоны Ее > 10 МэВ По Ne также есть разделение как и по Nmu Fe p

7 Августа, 2006В. Аммосов, 29-я РККЛ12 Возможности установки Сильная Ne vs hmu корреляция Уменьшает ширину Ne распределения /Ne все c hmu P, % 50 -> 17 Fe, % 20 -> 10

7 Августа, 2006В. Аммосов, 29-я РККЛ13 Возможности установки Флуктуации Ne из-за поперечного samplinga должны быть меньше продольных. Для Fe /Ne < 10% Для полного детектора и мин рег энергии эВ -> сетка ~ 100 м для 1м2 счетчиков

7 Августа, 2006В. Аммосов, 29-я РККЛ14 Базовый детектирующий элемент На основе 1 м 2 сцинтилляционный счетчик: -литьевой полистирольный сцинтиллятор -Сбор света по спектросмещающим волокнам -Световыход 35 фотоэлектронов при толщине 10 мм с ФЭУ-115М -Однородность 5% -Временное разрешение ~ 1 нс -Вес 27 кг -Испытан на Тянь Шаньской станции ФИАН -Серийное производство в ИФВЭ Необходима оптимизация с целью уменьшения счета до ~ космического Сейчас ~ 10 раз больше

7 Августа, 2006В. Аммосов, 29-я РККЛ15 Дрейфовые камеры НД -Существуют 360 дрейфовых камер =720м2 от Нейтринного Детектора ИФВЭ-ОИЯИ -Размер камеры 400х51х12 см3 - чувств. объем 370х50х6 см3 - дрейфовый промежуток 250 мм(Тмакс=5мкс) - 4 сигнальные проволочки стринг -точность координатная – 1мм, угловая-30мрад -эфф. восстановления стринга – 98% (угол

7 Августа, 2006В. Аммосов, 29-я РККЛ16 1-я очередь На базе площадки 1016 (есть инфраструктура) 10 4 м м2 Детектор 10 4 м2: -подземный- 360 ДК вплотную, 4х200=800 м2 -наземный – 1м2 сц.сч., всего 335 шт., шаг сетки 6м (~3% активной области) - физ. задача – поиск фотонных ливней в диапазоне – эВ. Статистика при эВ ~10 6 соб/год наземный детектор 80х120 м2 подземны й детектор 4х200 м кн АБК 300 м 200 м

7 Августа, 2006В. Аммосов, 29-я РККЛ17 1-я очередь Ожидается, что можно улучшить верхний предел для дифф. фотонов в области энергий – эВ.

7 Августа, 2006В. Аммосов, 29-я РККЛ18 Измерение фонов Счет 1м2 сц. счетчика, Гц самозапуск совпадения Поверхность Туннель(25м) все MIP

7 Августа, 2006В. Аммосов, 29-я РККЛ19 Заключение Возможна постановка эксперимента по прецизионному измерению КЛ с энергиями – эВ с привлечением мюонной компоненты на базе туннеля УНК: есть готовый туннель, инфраструктура, производство сц. счетчиков 1. Мюоны на УНК альтернатива флюоресценции для продольного восстановления ливня * Помогают для ядерного разделения *Позволяют уменьшить продольные флуктуации ливня *Приводят к необходимости улучшения поперечного разрешения 2. Разумна поэтапность создания установки – 1-я очередь – эВ 3. Приветствуются дополнительные методы регистрации КЛ в рамках установки 4. Необходима помощь как российских, так и зарубежных космиков