نویسندگان

• داود پورمحمّد
• فاطمه بحرینی داورانی

چکیده

  پرتوهای کیهانی و پرتو گاما در انرژی بیش از 1014 eV  با اندرکنشهای پیاپی در جوّ, بهمنی از ذرات ثانویّه, شامل الکترونها, موئونها, نوکلئونها و پایونها تولید می‌کنند. آشکارسازی این بهمن می‌تواند منجر به تخمین انرژی, جهت, و نوع ذره اولیّه شود. روش معمول در این تخمینها, مقایسه چگالی ذرات در بخشهایی از جبهه بهمن با چگالیهای پیش‌بینی شده در بررسیهای متکی بر شبیه‌سازی است. با برازش نمونه آشکارسازی شده با مدلهای مذکور, پارامترهای جهت, انرژی و نوع ذره اولیه تخمین زده می‌شوند. در روشی که توسط رستگارزاده و صمیمی معرفی شده, به‌جای چگالی الکترونهای بهمن, بعد فراکتالی توزیع الکترونهای ناحیه مرکزی بهمن در سطح زمین به‌عنوان کمیّت تعیین کننده نوع ذرّه‌ی اولیّه به‌کار می‌رود. از آنجا که روش مذکور فقط برای بهمنهایی با انرژی 1014 eV  مورد آزمون قرار گرفته بود, بررسی آن در انرژیهای بالاتر, برای تعیین کارایی آن لازم به‌نظر می‌رسد. در این پژوهش تحلیل بعد فراکتالی با استفاده از تبدیل موجک, برای 1200 بهمن شبیه‌سازی شده ناشی از فوتون, پروتون, هسته آلومینیوم, و هسته آهن, در انرژیهای 1016, 1015 , 1014 الکترون ولت به‌کار برده شد. نتایج این تحلیل حاکی از افزایش بعد فراکتالی با انرژی ذرات است. دقت تعیین بعد فراکتالی نیز با افزایش انرژی افزایش می‌یابد. از آنجا که با افزایش انرژی, شعاع جبهه بهمن نیز بزرگتر می شود, توانستیم بعد فراکتالی در نواحی دور از مرکز بهمن را نیز به‌دست آوریم. نحوه کاهش بعد فراکتالی با فاصله از مرکز بهمن نیز به‌دست آمد. با لحاظ کردن تغییرات انرژی بهمن, توانستیم تابع تخمین جرم ذرّه اوّلیه را با پارامترهایی که خود وابسته به انرژی هستند مشخص کنیم. نتایج به‌دست آمده حاکی از دقّت خوب این روش در تخمین جرم در انرژیهای بیشتر است.

کلیدواژه‌ها

• پرتوهای کیهانی
• بهمنهای هوایی گسترده

عنوان مقاله [English]

Energy dependent fractal dimension in lateral electron distribution of extensive air showers

نویسندگان [English]

• D. Purmohammad
• F. Bahreini Davarani

چکیده [English]

  Secondary electrons at ground level of simulated extensive air showers have been analyzed using a wavelet transform based technique, in order to investigate the variation of fractal dimensions of the lateral distribution of the electrons with shower energy and primary particle mass number. The fractal dimension is shown to increase with shower energy and seems to saturate to constant values near the core of the shower at higher energies. Using the fractal dimension properties at different core distances, a multi-parameter separation technique is then applied to the data. It has been shown that the technique has good accuracy at high energy, provided the energy of the shower is obtained independently.

کلیدواژه‌ها [English]

• cosmic rays
• extensive air showers