ИСТИНА

Целью работы является изучение космических лучей высоких энергий при помощи аппаратуры НУКЛОН, размещенной на спутнике Ресурс-П № 2. В ходе эксперимента используется новая методика энергетических измерений KLEM наряду с традиционной калориметрической. Планируется получить большую статистику и продвинуться в область высоких энергий, примыкающих к "колену" в спектре.

The aim of work is research of high energy cosmic rays by means of the NUCLEON device placed on the Resource-P satellite No. 2. During the experiment the new energy measurements technique (KLEM) and traditional calorimetric technique are used. It is planned to obtain large statistics and to promote measurements to high energy range close to "knee".

За время экспозиции планируется получить статистически обеспеченные энергетические спектры основных обильных ядер до энергий ~1000 TeV.

Разработан, изготовлен, испытан на ускорителе и запущен на орбиту (в составе спутника Ресурс-П №2) комплекс научной аппаратуры НУКЛОН. Создан наземный комплекс приема и обработки данных.

В ходе проведения орбитального эксперимента получен банк данных, включающий около 20 миллионов событий. Это количество превышает суммарную статистику всех прямых экспериментов с аналогичными целями за последние 50 лет и будет использовано для уточнения существующих и создания новых моделей Галактики. Впервые произошла стыковка наземных и орбитальных измерений энергетического спектра КЛ, тем самым наземные эксперименты получили возможность прямой калибровки своих данных. В исследованном энергетическом диапазоне определен химический состав космических лучей с поэлементным разрешением. Наиболее значимые результаты исследований. 1. Обнаружен статистически обеспеченный излом в спектре по магнитным жесткостям в области ~10 ТэВ/нуклон всех доступных для исследования обильных (т.е. рожденных главным образом в источниках) компонент КЛ. В области излома происходит изменение спектрального индекса ~0,3. Достоверность данного открытия впоследствии подтверждена данными американского эксперимента CREAM. В спектрах обильных легких ядер (p, He, C) обнаружены признаки второго излома в области 30-50 ТэВ, с возвратом спектрального индекса к прежнему значению, данный факт статистически необеспечен и имеет характер указания. Излом спектра дает экспериментальное подтверждение моделей ближних источников КЛ различного типа в указанной энергетической области. Необходим астрофизический анализ для поиска кандидатов в нашем рукаве Галактики. 2. Изучение потоков протонов и ядер гелия показывает, устойчивое изменение отношения потоков начиная с области порядка 5 ТэВ до области порядка 50 ТэВ. Указанное отношение протонов падает в ~2 раза на конце исследуемого диапазона. В энергетической области > 50 ТэВ наблюдается тенденция обратного роста потока протонов, данный факт статистически не обеспечен и имеет характер указания. Полученный результат подтверждает разный характер источников КЛ во всем исследованном энергетическом диапазоне, как по механизмам ускорения, так и по химическому составу. 3. Получены спектры вторичных ядер (по современным представлениям рожденных при фрагментации обильных ядер с галактической средой) и построены энергетические зависимости их отношений к первичным. Например, отношение спектров бора и углерода в энергетической области сотен ГэВ/нуклон дает ожидаемое по современным моделям, подтвержденное другими экспериментами, падение относительной интенсивности В. В данных эксперимента «Нуклон» впервые обнаружено статистически обеспеченное отсутствие падения интенсивности В, начиная с энергетической области 1 ТэВ/нуклон. Данный факт дает экспериментальное подтверждение модели фрагментации обильных ядер в источниках и последующим ускорением фрагментов. 4. Обнаружено явление, что отношение интенсивности потока вторичных ядер группы sub-Fe к потоку обильных ядер Fe растет вместе с ростом энергии. Данное явление не имеет астрофизического объяснения. По современным представлениям соотношение потоков должно быть противоположное. 5. Обнаружено значимое различие в спектральных показателях энергетических спектров обильных ядер, даже близких по массовому числу, например, ядер углерода и кислорода. Для объяснения данного феномена необходим астрофизический анализ по ядерному составу возможных источников. Эти и другие результаты орбитального эксперимента были апробированы в ходе тематических российских и международных конференциях, за текущий период сделано 9 докладов. Опубликованы 3 статьи в реферируемых журналах, (в том числе 2 в высокорейтинговых), приняты в печать 2 статьи, опубликованы 4 статьи в сборниках.