Share
دراسة تطور الجسيمات داخل الغلاف الجوي باستخدام نظام المحاكاة AIRES == Studying of Air Shower Development by AIRES Simulation System
Author name:
احمد جمعة حبيب سالم الطائي
Supervisor name:
احمد عزيز الربيعي | بتول درعم بلاوة
General topic:
Physics
Specific topic:
Physics
Degree:
Master
University:
Mustansiriyah University - College Of Science
Language:
English
University location:
Baghdad
First pages:
26T1777 - p.pdf
Abstract:
تمثل دراسة الاشعة الكونية ذات الطاقات العالية احد اكثر المواضيع تحديا في مجال الفيزياء الفلكية. اذ ان تفاعل الجسيمات الاولية مع نوى ذرات الهواء داخل الغلاف الجوي الارضي تنتج كم هائل من الجسيمات الجوية. في هذا العمل تم اجراء المحاكاة لوابل من الجسيمات الجوية المشحونة (EAS) من خلال التحقق من معاملات التطور الطولي ( عدد الجسيمات المشحونة N واكبرعمق في الغلاف الجوي الارضي Xmax) باستخدام نظام محاكاة لجسيمات الهواء الذي يدعى يرنامج AIRES عند مدى الطاقة (1014 - 1019) الكترون فولت للجسيمات الاولية مثل (الالكترونات, البوزيترونات, البروتونات, جسيمات كاما, نوى ذرات الحديد) وزوايا السقوط (0o, 10o, 30o). ان محاكاة دالة التوزيع الجانبية (LDF) لوابل من الجسيمات الجوية تم اجراؤها باستخدام برنامج AIRES لطاقات اولية مختلفة, جسيمات اولية مختلفة وزوايا سقوط مختلفة. هذه المحاكاة يمكن ان تستعمل لاعادة بناء نوع وطاقة الجسيم المتولد من وابل من الجسيمات الجوية المشحونة والتي سجلت في منظومات عملية متعددة. لقد تم استخدام نموذج هتلر (Hitler's model) في حساب عدد الجسيمات المشحونة واعلى عمق جوي للتطور الطولي في الغلاف الجوي الارضي لعدد من الجسيمات الاولية المشحونة مثل (الميونات, البايونات, الالكترونات, البرتونات, الفوتونات ونوى ذرات الحديد) عند مدى الطاقة المذكوراعلاه الكترون فولت وزوايا السقوط المذكورة اعلاه . ان حساب دالة التوزيع الجانبية تمت باستخدام صيغةNishimura - Kamata Gresien (NGK)) ) ضمن مدى الطاقة المذكوراعلاه وزوايا سقوط مختلفة (0o, 10o, 30o, 40o, 50o, 60o). ولقد تم برمجة هذه الصيغ بلغة فورتران 90 وباستخدام Compaq Visual Fortran (CVF 6.6) ]لاحظ الملحق [A. وتمت المقارنة بين محاكاة التطور الطولي (N and Xmax) باستخدام نموذج SIBYLL الهادروني مع نموذجين هادرونيين مثل.(QGSJET99 and SIBYLL16) وقد اظهرت هذه المقارنة فرصة جيدة لتحديد سلسلة تفاعلات الاشعة الكونية مع نوى ذرات الهواء في الغلاف الجوي الارضي. ان المقارنة بين نتائج الحسابات النظرية ووالنتائج التجريبية لعدد الجسيمات المشحونة واكبر عمق في الغلاف الجوي للجسيمات الاولية مثل (البروتونات ونوى ذرات الحديد) قد اعطت نتائج جيدة ضمن مدى الطاقات العالية المذكور اعلاه. | The study of high energy cosmic rays represents one of the most challenging in the astroparticle physics fields. The interaction of primary particles with atmospheric nuclei produces huge Extensive Air Showers (EAS). In this work the simulation of EAS is performed by investigating the longitudinal development parameters (number of charged particles N and depth of shower maximum Xmax) using a system of air shower simulation which is called AIRES code at the energy range (1014 - 1019eV) for different primary particles like (electrons, positrons, protons, gamma particles and iron nuclei) and different zenith angles (0o, 10o and 30o). The simulation of the lateral distribution function in EAS is performed using AIRES code for different primary energies, different primary particles and different zenith angles. This simulation can be used to reconstruct the type and energy of the primary particles that generated EAS for charged particles that registered with different EAS arrays. Using Hitler's model the estimation of the number of charged particles and depth of shower maximum of longitudinal development in EAS is performed for different primary particles such us (muons, pions, electrons, protons, photons and iron nuclei) at the same energy range and for the zenith angles mentioned above. The calculation of the lateral distribution function of charged particles is fulfilled using Nishimura Kamata Greisen (NKG) formula in the same energy range above and different zenith angles (0o,10o,30o,400,50o and 60o). These formulas have been programmed by Fortran 90 with the aid of Compaq Visual Fortran (CVF 6.6)(see Appendix A). The comparison between the simulated longitudinal development of the number of charged particles and depth of shower maximum using SIBYLL hadronic model with two hadronic models like (QGSJET99 and SIBYLL16) has shown an opportunity for determination of cosmic ray cascade interactions in EAS. The comparison between the theoretical and experimental data of the number of charged particles and depth of shower maximum for primary particles like (protons and iron nuclei) in EAS gave a good agreement within the energy range mentioned above.
