شبیه‌سازی تابع توزیع جانبی برای بارش‌های گسترده هوایی ناشی از پروتون و پرتو گاما در بازه انرژی ۱ پتاالکترون‌ولت تا ۱۰۰ اگزا الکترون‌ولت

نویسندگان

1 دانشگاه مستنصریه، دانشکده علوم، گروه فیزیک، بغداد، عراق

2 دانشگاه مستنصریه، دانشکده علوم، گروه فیزیک، بغداد، عراق

3 دانشگاه مستنصریه، دانشکده علوم، گروه فیزیک، بغداد، عراق

doi
10.47176/ijpr.25.3.32074
چکیده

این پژوهش، ویژگی‌های تابع توزیع جانبی(LDF)  برای بارش‌های گستردهٔ هوایی (EAS)  القاشده توسط پرتوهای گاما، در گسترهٔ انرژی وسیعی از1015 تا 1020 الکترون‌ولت بررسی شده است؛ گستره‌ای که نواحی انرژی موسوم به زانویی و مچ طیف انرژی پرتوهای کیهانی را در بر می‌گیرد. برای انجام شبیه‌سازی‌ها از سامانه AIRES  (شبیه‌سازی‌های توسعه‌یافته بارش هوایی) استفاده شد و پروتون‌های اولیه به‌عنوان ذرات آغازگر بارش در نظر گرفته شدند تا پرتوهای گامای ثانویه تولید شوند. به‌منظور بررسی تأثیر فرضیات فیزیکی مختلف بر روند توسعه بارش‌ها، از الگو‌های برهم‌کنش هادرونی، به‌ویژه QGSJET-04-II  و EPOS-LHC، به کار گرفته شدند. توزیع جانبی پرتوهای گامای ثانویه به‌صورت نظام‌مند در انرژی‌های اولیه و زوایای اوج (zenith) مختلف مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که تابع LDF به‌طور آشکاری به انرژی ذرۀ اولیه وابسته است و تفاوت‌های قابل‌توجهی بین نواحی انرژی زانویی و مچ مشاهده می‌شود. افزون بر این، زاویه اوج تأثیر چشمگیری بر پراکندگی جانبی پرتوهای گاما دارد که بیانگر تفاوت در برهم‌کنش‌های ذرات و پویایی بارش‌ها است. برای برازش منحنی‌های ضریب توزیع جانبی بارش‌های گسترده هوایی، از تابع سیگموئید استفاده شد و ضرایب جدیدی به‌عنوان تابعی از انرژی اولیه به دست آمد. این نتایج دیدگاه‌های ارزشمندی درباره رفتار و آشکارسازی بارش‌های گسترده هوایی ناشی از پرتوهای گاما فراهم می‌کند و به گسترش دانش ما در حوزه اخترفیزیک انرژی‌های بالا و مطالعات پرتوهای کیهانی کمک می‌نماید.