Độ dị hướng theo chu kỳ ban ngày của mặt trời được đo bằng muon trong thí nghiệm GRAPES-3 vào năm 2006

Springer Science and Business Media LLC - Tập 81 - Trang 343-357 - 2013
P K MOHANTY1, D ATRI1, S R DUGAD1, S K GUPTA1, B HARIHARAN1, Y HAYASHI2, A JAIN1, S KAWAKAMI2, S D MORRIS1, P K NAYAK1, A OSHIMA2, B S RAO1
1HECR Group, Tata Institute of Fundamental Research, Homi Bhabha Road, Mumbai 400 005, India and GRAPES-3 Experiment, Cosmic Ray Laboratory, Ooty, India
2Graduate School of Science, Osaka City University, Osaka, Japan

Tóm tắt

Thí nghiệm GRAPES-3 tại Ooty chứa một bộ phát hiện muon diện tích lớn (560 m2). Bộ phát hiện này bao gồm 16 mô-đun, mỗi mô-đun có diện tích 35 m2, được nhóm lại thành bốn siêu mô-đun có diện tích 140 m2 mỗi cái. Năng lượng ngưỡng của muon là sec(θ) GeV theo hướng có góc thiên θ và độ phân giải góc của bộ phát hiện muon là 6°. Thông thường, nó ghi lại khoảng ~4×109 muon mỗi ngày. Bộ phát hiện muon đã hoạt động liên tục kể từ năm 2001, do đó tạo ra một bản ghi thống kê cao về dòng vũ trụ theo thời gian trong một thập kỷ. Tuy nhiên, trước khi sử dụng dữ liệu này, tỷ lệ muon phải được điều chỉnh để loại bỏ hai hiệu ứng khí quyển quan trọng, cụ thể là sự biến đổi của áp suất và nhiệt độ khí quyển. Do vị trí gần xích đạo của Ooty (11.4°B), sự biến đổi theo mùa của nhiệt độ khí quyển là tương đối nhỏ và sẽ không được xem xét ở đây. Do gần xích đạo, những thay đổi áp suất ở Ooty thể hiện hành vi chu kỳ 12 giờ chi phối bên cạnh các biến đổi theo mùa khác. Tại đây, chúng tôi thảo luận về các khía cạnh khác nhau của một phương pháp mới để đo áp suất chính xác và các điều chỉnh sau đó được áp dụng cho dữ liệu muon của GRAPES-3 nhằm điều chỉnh những biến đổi do áp suất gây ra. Dữ liệu muon đã được điều chỉnh áp suất được sử dụng để đo hồ sơ của độ dị hướng theo chu kỳ ban ngày của mặt trời trong năm 2006. Dữ liệu, khi được chia thành bốn đoạn, thể hiện sự biến đổi đáng kể cả về biên độ (~45%) và pha (~42 m) của độ dị hướng theo chu kỳ ban ngày của mặt trời trong năm 2006, điều này xảy ra trong một giai đoạn hoạt động mặt trời tương đối thấp.

Từ khóa

#các hạt vũ trụ #muon #thí nghiệm GRAPES-3 #độ dị hướng ban ngày của mặt trời #đo áp suất khí quyển

Tài liệu tham khảo

K Greisen, Ann. Rev. Nucl. Sci. 10, 63 (1960) P K F Grieder, Cosmic rays at Earth (Elsevier Science, 2001) K Nakamura et al, J. Phys. G: Nucl. Part. Sci. 37, 075021 (2010) Y Hayashi et al, Nucl. Instrum. Methods A 545, 643 (2005) R S Lindzen and S Chapman, Space Sci. Rev. 10, 3 (1969) S E Forbush, Phys. Rev. 54, 975 (1938) J A Simpson, Space Sci. Rev. 93, 11 (2000) M L Duldig, Space Sci. Rev. 93, 207 (2000) S Sagisaka, Il Nuovo Cimento C 9, 809 (1986) A N Dmitrieva et al, Astropart. Phys. 34, 401 (2011) M Ambrosio et al, Astropart. Phys. 7, 109 (1997) P Adamson et al, Phys. Rev. D 81, 012001 (2010) P Desiati et al, Proc. 32nd Int. Cosmic Ray Conf. (Beijing, 2011) S P Duggal et al, Nature 214, 154 (1967) D L Hall et al, Astrophys. J. 482, 1038 (1997) S K Gupta et al, Nucl. Instrum. Methods A 540, 311 (2005) www.davis.com www.vaisala.com T Nonaka et al, Phys. Rev. D 74, 052003 (2006) P Subramanian et al, Astron. Astrophys. 494, 1107 (2009)