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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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