Вестник Кольского научного центра РАН. 2010, №2.

УДК 537.591.5 524.1-352 ШАЛ И МНОЖЕСТВЕННОСТЬ НА НЕЙТРОННЫХ МОНИТОРАХ Ю.В. Балабин, Э.В. Вашенюк, Б.Б. Гвоздевский Полярный геофизический институт КНЦ РАН Аннотация На Баксанской нейтринной обсерватории выполнено сопряжение двух детекторов космического излучения: установки ШАЛ "Ковер" и нейтронного монитора (НМ). Благодаря гибкости новой быстродействующей системы сбора мастер-импульс, поступающий от "Ковра" и сигнализирующий о приходе ШАЛ, привязан к данными НМ с точностью до 1 мкс. В результате обработки данных за более чем 220 дней найдено, что время действия ШАЛ на НМ составляет 1 мс. Распределение временных интервалов между импульсами в первую миллисекунду после ШАЛ существенно отличается от среднего для НМ, показывая наличие двух процессов с характерными временами 45 и 230 мкс. Ключевые слова: нейтронный монитор, космические лучи, широкие атмосферные ливни, множественность, адроны, распределение интервалов. Введение На Баксанской нейтринной обсерватории, находящейся на Северном Кавказе на высоте 1700 м. осуществлено сопряжение двух детекторов космического излучения: установки ШАЛ "Ковер" и нейтронного монитора (НМ). Благодаря гибкости новой быстродействующей системы сбора удалось привязать мастер-импульс, поступающий от "Ковра" и сигнализирующий о приходе ШАЛ, с данными НМ с точностью до 1 мкс. Отметим, что "Ковер" чувствителен к электронно-фотонной компоненте ШАЛ, тогда как НМ регистрирует адроны (протоны, нейтроны, пионы) с энергиями больше 50 МэВ. Расстояние между "Ковром" и НМ составляет порядка 15 м, и приборы располагаются в одном здании. Подобное объединение с высокой точность двух приборов позволяет исследовать адронную компоненту ШАЛ, к которой чувствителен НМ с точность, ранее недостижимой. Регистрация событий ШАЛ в НМ НМ на ст. Баксан состоит из 6 счетчиков (каналов). В системе регистрации создан дополнительный 7 канал, в который поступают импульсы от установки ШАЛ "Ковер". Эти импульсы формируются в момент падения на "Ковер" ШАЛ с пороговой энергией первичной частицы больше 1012 эВ (Ne = 105-107) и "вливаются" в общий поток, система фиксирует их наряду с импульсами настоящего НМ. Таким образом, появилась возможность исследовать поток адронов в ШАЛе, которые регистрируются НМ. Средний темп счета по седьмому каналу FEAS = 70-90 имп/мин. При последующей обработке можно не только выделить сами эти импульсы ШАЛ, но и изучить распределение импульсов НМ, следующих или непосредственно после ШАЛ, или спустя некоторое время. Подробнее о системе сбора рассказывается в [1, 2]. Алгоритм обработки данных следующий. По обнаружении импульса ШАЛ открывается временное "окно" длительностью Т^ Подсчитываются импульсы НМ и интервалы между ними, попавшие в это "окно". Затем пропускается время ТР, после чего снова открывается "окно" длительностью ^ для контрольного сбора. Из предварительной обработки данных (порядка 30-40 дней) найдено, что возможное влияние ШАЛ на НМ оканчивается на протяжении 1 мс. Исходя из этого, принято ^ = 1 мс, ТР= 25 мс. Первая и самая важная обработка данных - построение распределения временных интервалов между импульсами (ВИМИ). ВИМИ - это подсчет количества раз, когда интервал между импульсами был равен t мкс. Вид ВИМИ несет немало информации о природе процессов, происходящих в НМ [3]. На рис. 1а показан результат обработки данных. Использован весь массив - 224 дня за 2009 г. Выбор значения Тр определялся тем, чтобы НМ был свободен от нейтронов предыдущего ШАЛ. Увеличение же ^ более 1000 мкс совершенно ничего не дает: распределение ВИМИ ШАЛ и контрольное сливаются. Это хорошо видно уже на рис. 1а. Уточним, что представленное ВИМИ нормировано на 100 дней. 66