نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
دانشکده فیزیک، دانشگاه سمنان، سمنان
چکیده
در کار حاضر با استفاده از روش حداقل مربعات مبتنی بر مقایسۀ شدت سیگنال رادیویی مؤلفۀ شرقی غربی بردار میدان الکتریکی آشکارسازی شده از ذرات ثانویۀ بهمنهای گستردۀ هوایی با شدت سیگنالهای شبیهسازی شده موجود در بانک داده، به تخمین عمق بیشینۀ بهمن هوایی آشکارسازی شده در آرایههای رادیویی پرداختهایم. شبیهسازیها به طور مشخص برای مشخصات آرایۀ رادیویی دانشگاه سمنان (SURA) انجام شده است. با بهرهگیری از روش شرح داده شده، وابستگی خطای این روش به مشخصههای اولیۀ پرتو کیهانی را مورد ارزیابی قرار دادیم. روش ارائه شده قادر است عمق بیشینۀ بهمنهای هوایی با ذرۀ اولیه پروتون را که به صورت عمود در بازۀ انرژیPeV 100-500 منتشر شدهاند با دقتی بهتر از 42/20 تخمین بزند. خطای اندازهگیری شده با مشخص بودن انرژی ذرۀ اولیه کاهش مییابد. همچنین تأثیر دقت تعیین زاویۀ سرسویی، موقعیت هستۀ بهمن و جرم ذرۀ اولیه را بر میزان خطای روش پیشنهادی برای تعیین محل عمق بیشینه بررسی کردهایم.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Reconstruction of the depth of shower maximum using radio signal of extensive air showers
نویسندگان [English]
- Maryam Mostafavi alhosseini
- Gohar Rastegarzadeh
Physcs faculty, Semnan University, Semnan, Iran
چکیده [English]
In the present work, we proposed an approach to estimate the depth of shower maximum of extensive air showers detected with radio arrays using the least squares method based on comparing the detected signal intensity of the east-west component of the electric field vector from secondary particles with the intensity of the simulated signals in the data bank. The simulations are specifically performed for Semnan University Radio Array (SURA). Using the described method, we evaluated the error dependence of this approach on the primary characteristics of cosmic rays. The presented method can estimate the depth of shower maximum of vertical proton-initiated cosmic rays in the energy range of 100 to 500 PeV with a resolution better than 20.42 . The error can be decreased by knowing the energy of the primary particle. We evaluated the impact of the accuracy of determining the zenith angle, the core location, and the mass of the primary particle on the depth of shower maximum estimation.
کلیدواژهها [English]
- cosmic ray
- extensive air showers
- the depth of shower maximum of extensive air shower
- radio detection
- SURA
- J Jelley, et al., Nature 205 (1965) 327.
- H R Allan, Element. Part. Cosmic Ray Phys. 10 (1971) 169.
- G A Askaryan, Phys. Soc. Japan 14 (1962) 441.
- G A Askaryan, J. Phys. Soc. Japan 21 (1965) 658.
- T Huege, M Ludwig and C W James, AIP Conference Proceedings, American Institute of Physics. (2013)
- D Heck, et al., “CORSIKA: A Monte Carlo Code to Simulate Extensive Air Showers”, FZKA Report 6019, Forschungszentrum Karlsruhe (1998).
- H Falcke, et al., Nature 435 (2005) 313.
- D Ardouin, et al., Instrum. Methods Phys. Res. A 555 (2005) 148.
- K D de Vries, et al., Phys. 34 (2010) 267273.
- P Schellart, et al., Astrophys. 560, (2013) A98.
- J Schulz, Proceedings of the 34th ICRC, The Hague, The Netherlands, PoS (2015).
- P A Bezyazeekov, et al., Methods Phys. Res. Sect. A: Detect. Assoc. Equip. 802 (2015) 89.
- G Rastegarzadeh and M Nemati, J. Phys. Res.10, 1 (2010) 47.
- G Rastegarzadeh and S Khoshabadi, J. Modern Phys. D24, 10 (2015) 1550080.
- W D Apel, et al., “Phys. Rev D 85 (2012) 071101.
- A Aminaei, et al., Proceedings of the 33rd International Cosmic Ray Conference, Rio de Janeiro, Brazil (2013) 3358.
- G Rastegarzadeh and M Sabouhi, Astro. 49 (2020) 21.
- M Sabouhi, G Rastegarzadeh, and H Meghdadi, Astrophys. Astron. 43, 2 (2022) 56.
- Ostapchenko, Nuclear Phys. B Proc. Suppl. 151, 1 (2006) 143.
- S F Aghajanpour, M Sabouhi and G Rastegarzadeh, Proceedings of the 14th National conference on Astronomy and Astrophysics (2021).
- F Latifian and G Rastegarzadeh, Proceedings of the 17th National Conference on Astronomy and Astrophysics (2024).
- E Lofgren, et al., Rev. 74,2 (1948) 213.
- B Peters, et al., Rev. 74,12 (1948) 1828.
)