памела» потоков электронов с энергией 50

Л.А. ГРИШАНЦЕВА, С.В. КОЛДАШОВ, В.В. МИХАЙЛОВ,
V. DI FELICE1, F. CAFAGNA2, P.PICOZZA1, R. SPARVOLI1
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
1Dept. of Physics of Univ. and INFN Sezione di Roma 2, Rome, Italy
2Dept. of Physics of Univ. and INFN Sezione di Bari, Bari, Italy
РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕГИСТРАЦИИ
СПЕКТРОМЕТРОМ «ПАМЕЛА» ПОТОКОВ ЭЛЕКТРОНОВ С ЭНЕРГИЕЙ 50-300 МэВ В
ОКОЛОЗЕМНОМ
КОСМИЧЕСКОМ ПРОСТРАНСТВЕ
Проведено моделирование регистрации спектрометром «ПАМЕЛА» электронов с помощью пакета программ
GEANT. Определен метод идентификации электронов с энергиями от 50 до 300 МэВ. Получена эффективность регистрации электронов.
Спектрометр «ПАМЕЛА» предназначен для измерения потоков заряженных частиц с энергиями от
50 МэВ до 300 ГэВ в околоземном космическом пространстве [1]. Эксперимент будет проводится на космическом аппарате (КА) «Ресурс-ДК1» на околополярной орбите (наклонение 70) с высотой порядка 350600 км. Запуск КА планируется на начало 2006 года.
Полярная орбита КА позволит изучать низкоэнергичную компоненту солнечных космических лучей (в
том числе и позитроны), электроны юпитерианского происхождения, а также различные магнитосферные
явления.
Прибор «ПАМЕЛА» состоит из времяпролетной системы на основе сцинтилляционных счетчиков [2],
магнитного спектрометра, калориметра, нижнего сцинтилляционного счетчика С4, а также нейтронного детектора.
В данной работе приведены результаты расчетов характеристик спектрометра «ПАМЕЛА» для электронов низких энергий с помощью программы GPAMELA с использованием GEANT 3.21.
Было проведено моделирование вертикальных и изотропных потоков электронов, позитронов и протонов
для энергий 50 МэВ – 300 МэВ. Получены спектры потерь энергии в калориметре, трекере, детекторах времяпролетной системы; а также распределения частиц по времени пролета. Определена эффективность регистрации низкоэнергичных электронов (рис. 1а).
Результаты моделирования показывают, что для идентификации низкоэнергичных электронов и позитронов можно использовать следующие критерии отбора событий:
1)
по отклонению частицы в магнитном поле трекера можно определить знак заряда частицы;
2)
выделить частицы, остановившиеся в калориметре или в последнем детекторе времяпролетной
системы (таким образом исключается высокоэнергичная компонента потоков космических лучей);
3)
по энерговыделению в детекторах времяпролетной системы и трекера, а также по времени пролета
исключить низкоэнергичные протоны, антипротоны и ядра (в отличие от релятивистских
позитронов и электронов низкоэнергичная протонная и ядерная компонента космических лучей
будет иметь большое время пролета и энерговыделение в детекторах).
Эффективность регистрации низкоэнергичных электронов и позитронов в зависимости от энергии частицы после отбора представлена на рис. 1б.
эффективность регистрации
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
50
100
150
200
250
300
E, МэВ
Рис. 1 Зависимость эффективности регистрации вертикального потока низкоэнергичных электронов от энергии: а – без отбора
событий (сплошная линия); б – с отбором событий (пунктирная линия)
Список литературы
1. M. Boezio, 29th ICRC, p.101-104, 2005.
2. O. Adriani et al. Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. A 511, 72, 2003.