Файл: Алания М.В. Квазипериодические вариации космических лучей.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.07.2024
Просмотров: 115
Скачиваний: 0
где /i — атмосферное давление, N и М — интенсивности нейтронной компоненты космических лучей, соответственно неисправленный и исправленный на барометрический эф фект, а1пЛ, и ак — то же, что и среднеквадратичные откло нения параметров 1пЛ, н h.
rh\aN— коэффициент корреляции между изменениями ат мосферного давления h и логарифма интенсивности нейт ронной компоненты космических лучей N (неисправленной на барометрический эффект), rNM Y— коэффициент корреляции между изменениями интенсивности нейтронной компоненты
космических лучей (не исправленной |
N и исправленной М |
||||||||||||
на барометрический эффект), |
гш |
— коэффициент корреля |
|||||||||||
ции между |
изменениями атмосферного давления h и N |
ин |
|||||||||||
тенсивности |
|
нейтронной |
компоненты |
космических |
лучей |
||||||||
(исправленной на барометрический эффект). |
|
|
|
||||||||||
|
Для двух станций А и В с близкими порогами обреза |
||||||||||||
ния первичных космических |
лучей |
(А—Черчилль и В—Отта |
|||||||||||
ва) |
вычислены |
серин |
барометрических |
коэффициентов |
|
(где |
|||||||
/ = |
1,2,3... |
участки определения барометрических коэффициен |
|||||||||||
тов в разные периоды |
солнечной активности, i = |
А.В-названпя |
|||||||||||
станции и К = |
1,2,3... |
номера последовательных |
приближений |
||||||||||
для данного участка у) следующим образом: |
|
|
|
||||||||||
|
Для |
периода i был |
вычислен |
барометрический |
коэффи |
||||||||
циент |3£и |
(по данным станции Черчилль) по формуле |
||||||||||||
множественной корреляции |
[31], |
используя в |
качестве |
па |
|||||||||
раметра |
М |
(характеризующей вариации первичного спект |
|||||||||||
ра) |
исправленные на |
средний |
барометрический коэффици |
ент данные станции В. После этого первичные данные стан
ции А были исправлены на давление с |
барометрическим |
|||
коэффициентом рАл и уже исправленные данные были |
исполь |
|||
зованы в качестве |
параметра /И при |
расчете |
для |
станции |
В (Оттава). Далее перзичные данные |
станции В были |
исправ |
||
лены на давление |
с барометрическим |
коэффициентом |
и |
исправленные данные были использованы в качестве параметра М при расчете {3^<2 и т. д.
Таким образом, были вычислены серии $Bik и §>Bk и конеч ные значения определены при условии, что
IP W - |
0,005%/М б , |
(1-5.2)\ |
29
I ^ 0,005 % /мб.
Очевидно, условие (1.5.2) является приемлемым при расчетах барометрического коэффициента по данным нейт
ронных мониторов |
типа МГГ (Симпсона). |
|
Результаты вычисления барометрических коэффициен |
||
тов приведены |
на |
рис. 8а (Черчилль) и 86 (Оттава). На |
этих рисунках |
по осям ординат отложены значения баромет- |
Рис. 8 а, б. Среднегодовые барометрические коэффициенты ин тенсивности нейтронной компоненты космических лучей в зависи мости от эпохи 11—летного цикла солнечной активности по данным
станций Черчнль (а), Оттава (в)
рнческого коэффициента, а по осям абсцисс — годы. Из этих рисунков видно, что по данным обеих станций Черчилль и Оттава наблюдается изменение барометрического коэффи
циента ~ (6-р-7)/%мб в зависимости от 11-летней циклич ности солнечной активности.
5. 3 Учет роли р - ме з онов п л о к а л ь н ы х
п р о д у к т о в з а г р я з н е н и я
Выше (в § 5.1) было показано, что существует широт
ный эффект барометрического |
коэффициента нейтронной |
компоненты космических лучей ~ (1 |
1,5)%/Бв и 11-летнее изме |
нение—1 %/ на год. Можно утверждать, что найденная по экспери ментальным данным яркая зависимость барометрического эффекта от порога жесткости обрезания однозначно дока зана, в то время, как вопрос малого эффекта за счет П-лет- него цикла (~1 % на год) все еще требует дополнительных дока
зательств. Действительно, барометрический коэффициент также может зависеть от средней интенсивности нейтронов
30
поскольку из,меняется долевой вклад u-мезонов, (вклад р- мезонов [31] при нормальной интенсивности — 7 %).
Следует учесть также эффект от радиоактивного фона окружающей среды и счетчиков [36].
Поэтому целесообразно оценить эффекты каждого из вышеприведенных факторов, чтобы не усомниться в реаль ности изменения барометрического эффекта 11-летних из
менений |
барометрического эффекта нейтронной компонен |
ты [41, |
36]. |
В [41, 36, 31] показано, что средний счет в нейтронном |
|
детекторе |
в основном обусловлен вторичными нейтронами, |
протонами, захваченными детектором ц-мезонами и локаль ными продуктами загрязнения. Поэтому нами вычисленные значения барометрического коэффициента по нашему мнению могут быть немного занижены и являются как бы средними
значениями. В |
действительности |
|
|
|
- |
Pl^l + §2И2 + |
Рз,г-3 |
, |
/, С оч |
8 = |
------------- ;------------------------ |
п3 |
( 1 . 0 . 3 ) |
|
|
Hi -{- /12 |
|
|
|
где п1 доля падающих на детектор |
|
нейтронов и рг их баромет |
рический коэффициент, /г.,—доля нейтронов от захваченных р—
—мезонов и |32 их барометрический коэффициент, п3—для ней
тронов, |
обусловленных локальными продуктами |
загрязнения и |
Р3 = 0 |
их барометрический коэффициент. Если |
вести обозначе |
ния р2/рг = k\nj(n.x'+ »2 + и3) = а; па/(п1+ и2 + |
п3) = у при ус |
|
ловии, |
что р3 = 0, то (1.53) примет вид р = рг(1 + ak — а — у). |
При |
изменении общей интенсивности за счет давления, нетруд |
но показать, что: |
|
7 " |
Ч Т д „(/.) + д «(А) 11 - “ - т + Ь Щ + Ч “ +М '>)]Ь |
|
(1.5.4) |
гдеДп(/г) = (1 — а —у)(ехр[ — р, /г]— 1) число нейтронов обусловлен ных изменением интенсивности падающих на детектор нейтро нов и Д«(/г) = сс(ехр[ —р2/г]—1)—число нейтронов обусловленных изменением интенсивности захваченными детектором р— мезона ми за счет изменения давления + /г от среднего hQ значения. Общий средний счет в нейтронном детекторе при давлении h0 принят за единицу.
31
Результаты расчетов по формуле |
(1.5.4) |
при |
значениях |
|||
параметров |
[3 = — 0,72°й/мб, К = 0,2\ « ~ 7 % |
и для разных у |
||||
значении (7 |
= |
0,01; |
0,02; ....0,10) в зависимости от |
общего от |
||
носите тьного |
счета |
приведены на рис. |
9, на котором по оси |
абсцпсе отложена интенсивность в относительных единицах, а
~Л%/т8
Рис. 9. |
Изменение |
барометрического коэффициента на |
основу |
формулы (1.5.4) в зависимости от изменения от- |
|
носптелыюго счета |
N |
|
—— и местного фона радиоактивного |
||
|
|
J* О |
|
|
загрязнения у |
по оси ординат — значение барометрического коэффициента. Анализ полученных результатов показывает, что при практи чески наблюдаемых изменениях общей интенсивности,
(~ 1 5-1-20%) эффект захваченных р.-мезонов ~7% и локальных продуктов загрязнения—'24-3% в принципе можно обнаружить по экспериментальным данным наблюдения нейтронных монито ров типа МГГ.1*
1 В принципе |
барометрический |
коэффициент захваченных |
мезонов, |
в основном медленных, создающих |
мезоатомы может достичь |
~ (Q.8 — |
|
1-0) % /м б [ 30] . а |
/< = Ь - ^1 |
(ред.) |
|
|
Pi |
|
|
32
ГЛАВА II
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕЖПЛАНЕТНОЙ СРЕДЫ II 27-ДНЕВНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ
§ 1. Солнечный ветер
Теперь уже нет никаких сомнений в том, что в меж планетной среде непрерывно течет намагниченный поток ионизованного газа [42, 43, 44, 45, 46], Впервые об этом говорилось Л. Бирманом [47, 48, 49]. Согласно Л. Бирману хвосты первою типа у комет должны образовываться пото ками газов от Солнца. Это следует из того, что пометные хвосты II типа, образованные глазным образом из нейтраль ных молекул сильно искривлены в то время, как хвосты I типа, состоящие, главным образом, из ионизованного газа, направлены радиально от Солнца. Поскольку кометные хвос ты первого типа наблюдаются н вдали от плоскости эклип тики, можно допустить, что солнечные корпускулярные пото ки, вспоследствие названные Паркером солнечным ветром, текут во все стороны от Солнца [50, 51, 52]. Является ли солнечный ветер симметричным пли дует ли ионизирован ный водородный газ во все стороны симметрично и одина ково интенсивно по всем направлениям от Солнца? Имеются указания [53, 54, 55], что солнечный ветер не должен за висеть от гелпошпроты. Альвен показал, что если сущест вует непрерывный поток заряженных частиц от Солнца раз ряженного газа в космическом пространстве [56], то этот поток должен нести вмороженные магнитные поля. Косвен ные, но достаточно убедительные указания на то, что в межпланетной среде должны присутствовать магнитные по ля, направленные от Солнца возникли при объяснении вы дающихся п малых вспышек солнечных космических лучей 157, а, б]. Ныне имеются непосредственные измерения маг нитных полей межпланетного пространства, величина ко
торого поряда 4-у-5у и очень близка к оценкам согласно ана лизу наблюдений космических лучей. Наблюдаются собы тия, когда межпланетные поля достигают 10_4гс, а иног да н более1. Существование неоднородностей межпланетных*3
1 Предварительный |
анализ |
и непосредственные измерения в кос |
|
мосе на межпланетных |
станциях |
явлений 2—4 августа 1972 г. свидетель |
|
ствуют о том, что |
в межпланетной среде могут возникать случаи, для |
||
которых это число |
может возрасти ещё на порядок. (См World data Cen |
ter A—for Solar—Terrestrial Physics Report—21 November 1972)
3. M. В . Алания, Л. X. Шаташвилн |
33 |