Введение
1 Постановка задач и обзор литературы 13
1.1 Состояние исследований к началу настоящей работы 13
1.2 Диапазон энергий первичных частиц, в котором применяется черенковская методика 18
1.3 Уникальные возможности черенковского излучения для исследования ШАЛ 20
1.4 Изучаемые параметры: энергия и продольное развитие как характеристика массы первичной частицы. 22
2 Эксперименты по регистрации ШАЛ с использованием черенковского света в Якутске, Самарканде, Тункинской долине и на горах Гран Сассо в Италии 28
2.1 Общие особенности экспериментов по регистрации черенковского света ШАЛ 28
2.2 Якутск 1973-1979 29
2.3 Самарканд 1980-1984 35
2.4 Якутск 1984-1990 37
2.5 Установка для регистрации ШАЛ по черенковскому свету Тунка 43
2.6 Гран Сассо 1998-2000 55
3 Последовательное развитие методики измерения основных параметров первичной частицы (1975 - 2005 гг) 60
3.1 Основные методические подходы к анализу данных ШАЛ 60
3.2 Постановка задачи моделирования ШАЛ 64
3.3 Моделирование ШАЛ с помощью программы CORSIKA 67
3.4 Уточнение функции пространственного распределения черенковского света ШАЛ 69
3.5 Методика измерения энергии с помощью черенковского света ШАЛ 74
3.5.1 Якутский подход 74
3.5.2 Подход Q(100) в Самарканде 75
3.5.3 Подход Q(100) для плотной установки в Якутске 76
3.5.4 Наиболее модельно независимый метод измерения энергии в эксперименте QUEST 77
3.5.5 Методика определения энергии в эксперименте Тунка- 84
3.6 Методика измерения глубины максимума ШАЛ по длительности импульса на большом расстоянии от оси 86
3.6.1 Определение параметров импульса 86
3.6.2 Восстановление глубины максимума ливня по длительности черенковского импульса 90
3.7 Методика измерения глубины максимума ШАЛ по функции пространственного распределения черенковского света 94
3.8 Методика определения среднего логарифма массы первичных частиц 97
4 Обработка экспериментальных данных 100
4.1 Основные принципы обработки экспериментальных данных от широких атмосферных ливней 100
4.2 Методы предварительной калибровки аппаратуры 101
4.2.1 Калибровка временных показаний детекторов . 101
4.2.2 Первичная амплитудная калибровка детекторов . 102
4.3 Калибровка аппаратуры по самим зарегистрированным данным 105
4.3.1 Контроль работы детекторов установки Тунка . 105
4.3.2 Спектры плотностей черенковских вспышек света 107
4.4 Восстановление параметров событий по показаниям независимых сцинтилляционных детекторов 109
4.5 Восстановление параметров событий по показаниям детекторов черенковского света 112
4.6 Современный вариант программы восстановления параметров событий 115
5 Моделирование экспериментов 119
5.1 Общие принципы 119
5.2 Модель атмосферы 120
5.3 Первый опыт реализации программы моделирования эксперимента на Якутской установке 123
5.4 Современный вариант программы моделирования эксперимента 125
5.5 Моделирование работы детекторов формы импульсов 129
6 Результаты экспериментов 136
6.1 Условия проведения экспериментов и общая статистика 136
6.2 Средние ФПР и связь их параметров с зенитным углом ШАЛ 143
6.3 Интегральный энергетический спектр по данным эксперимента QUEST 145
6.4 Дифференциальный энергетический спектр 154
6.5 Зависимость средней глубины максимума от энергии 158
6.6 Распределение по глубине максимума 164
6.7 Результаты анализа экспериментальных данных о глубине максимума ШАЛ 164
6.8 Наиболее вероятный средний состав первичного космического излучения и его изменение с ростом энергии 171
Заключение 175
Литература 186
