Павел Сергеевич Кириленко

Новосибирский национальный исследовательский государственный университет

Разработка детектора для регистрации мюонной компоненты широких атмосферных ливней
П.С. Кириленко, Е.А. Кравченко, А.Ю. Барняков, С.Г. Пивоваров, А.В. Соколов, Ю.А. Тихонов, А.Ю. Гармаш

Одним из экспериментальных методов астрофизики при энергиях космического излучения 10 ТэВ и выше является регистрация широких атмосферных ливней (ШАЛ). При этом одной из задач, возникающей при регистрации ШАЛ, является определение природы первичной частицы. ШАЛ, вызванный протоном или ядром, содержит в 30-50 раз больше мюонов, чем ШАЛ, порожденный гамма-квантом той же энергии. Таким образом, регистрация мюонной компоненты ливня может дать дополнительную информацию о природе первичной частицы. Регистрация мюонов осуществляется с помощью сцинтилляционных детекторов. В рамках эксперимента TAIGA (Tunka Advanced Instrument for cosmic-ray physics and Gamma Astronomy) предполагается создание мюонной системы регистрации ШАЛ на площади порядка 5 кв.км. Мюонная система должна состоять из двух слоев детекторов, находящихся на поверхности и под землей, для выделения мюонной компоненты ливня. При этом площадь детектирования должна составлять не менее 0.1% от площади обсерватории. Одним из ключевых требований к детектору в этом случае является низкая стоимость. В ходе работ, описанных в докладе, была разработана конструкция сцинтилляционного счетчика с использованием переизлучателей спектра (шифтеров). Применение шифтеров для сбора сцинтилляционного света позволяет использовать в детекторе компактные фотоумножители с малым диаметром фотокатода, что значительно снижает стоимость готового счетчика. Для проверки технологии был собран прототип счетчика с площадью сцинтиллятора 0.25 кв.м. Прототип был успешно испытан на естественном мюонном фоне, доказав практичность выбранной конструкции.