Автоматизация научных исследований: сборник научных трудов.

В.И.Галкин, В.А.Иваненко, В.А.Кузьмин, Т .М .Роганова, Т.А.Чуйкова КОМПЛЕКС ПРОГРАММ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ШАЛ Весь процесс моделирования оптического излучения от широкого атмо­ сферного ливня (ШАЛ) можно разделить на три в значительной степени само­ стоятельных- части: моделирование каскада (от гамма-кванта или ядра), даю­ щее функцию источника высокоэнергичных гамма-квантов, т .е. их распределе­ ние по энергии, глубине зарождения, координатам и направлению; вычисление многомерной матрицы средних импульсов света от электронно-фотонных подкас- кадов для набора начальных параметров (энергия гамма-кванта, родившего подкаскад, глубина его зарождения, его направление, уровень наблюдения, рас­ стояние от оси подкаскада до детектора); для фиксированного положения детек­ тора сопоставление каждого вторичного гамм а-кванта с соответствующим им­ пульсом света с помощью программы многомерной интерполяции по упомянутой выше матрице и последующее суммирование таких импульсов по всем гам м а - квантам ливня. В результате для заданного набора детекторов получается на­ бор импульсов света индивидуальных ливней. В соответствии с этим функциональным делением рассматриваемый комп­ лекс Ьодержит три набора программ, которые соединяются с помощью интер­ фейсных модулей или через данные на магнитных носителях (рисунок). Для мо­ делирования функции источника вторичных гамма-квантов от ливней, рожденных ядрами, используется трехмерная монте-карловская программа, основанная на квазискейлинговой модели адрон-ядерного взаимодействия при сверхвысокой энергии, предполагающей рост сечения <г ( Е) = о*0 (1 + йС. In Ср=- )) , множественности ( n nu0H) ~ Е0'^ и коэффициента неупругости^Результатом моделирования являются данные о глубине зарождения, энергии, координатах и направлении гамма-квантов, родившихся от ■ jtg -мезонов с энергией выше энергии над уровнем наблюдения. В случае ШАЛ от первичных гамма-квантов используется трехмерная монте-карловская программа, учитывающая радиацион­ ное торможение, образование пар и ион-потери. Программа, вычисляющая среднюю форму импульса от электронно-фотон­ ного ливня, учитывает черенковский и флуоресцентный механизмы генерации света, ослабление прямого светового потока з а счет молекулярного рассеяния (на .18% для вертикальной атмосферы), временную задержку фотонов з а счет поперечного распределения электронов ливня. Средние импульсы вычисляются для соответствующего поставленной задаче набора параметров вторичных г ам - ма-квантов (энергия, глубина зарождения, направление, прицельные параметры) и затем упаковываются в многомерную матрицу, хранящуюся на магнитной ленте. Третья часть комплекса - программа многомерной интерполяции "приши­ вающая" к частицам искусственного ливня "световые хвосты". К настоящему времени с помощью комплекса было проведено моделирова­ ние временных характеристик света для ливней от первичных протона и гамм а- кванта с Е0 = .1 0 ^-2 _ д.О 1-4 эВ для широкоугольных детекторов, расположен­ ных на уровне 7 0 0 г / с м - . При указанной энергии основное время ( - 3 0 0 ч на Е С - .1040 ) уходит на расчет матрицы средних импульсов, причем время расчета среднего импульса практически не зависит от энергии. Комп- 7 0