Физика космических лучей и нейтринная астрофизика

Анализ совокупности данных, полученных в крупных подземных экспериментах по изучению потока нейтрино от Солнца (Хлор-аргоновый эксперимент, SAGE, GALLEX, SuperKamiokande, SNO) и от реакторов (KamLAND), привел к выводу о существовании эффекта нейтринных осцилляций, что, с учетом влияния вещества Солнца на вероятность перехода электронных нейтрино в нейтрино другого типа (эффект Михеева-Смирнова-Вольфенстейна), решило многолетнюю проблему дефицита солнечных нейтрино. (ИЯИ РАН)

На Байкальском глубоководном нейтринном телескопе НТ-200 получено новое ограничение на интенсивность природного диффузного потока нейтрино, которое в диапазоне энергий от 10-10⁴ ТэВ составляет E^2.F(nu)<1.3^.10^-6 см^-2с^-1ср^-1ГэВ для величины суммарного потока нейтрино всех типов и находится в области теоретически предсказываемых значений. Получено наиболее сильное ограничение на поток электронных антинейтрино в области резонанса с энергией E=6.3^.10⁶ ГэВ, которое составляет F(nu)<5.6^.10^-20 см^-2c^-1ср^-1ГэВ^-1. (ИЯИ РАН, НИИЯФ МГУ, НИИПФ ИГУ)

Закончена обработка экспериментальных данных, полученных в первом (2000-2001 гг.) антарктическом стратосферном полете спектрометра АТИК. Построены энергетические спектры семи основных групп ядер первичных космических лучей от протонов до железа в области энергий от 100 ГэВ до 100 ТэВ. (НИИЯФ МГУ)

На установке «Ковер» Баксанской нейтринной обсерватории в эксперименте по изучению влияния электрического поля атмосферы в периоды гроз на интенсивность вторичных космических лучей получены данные, которые могут быть интерпретированы как проявление убегающих электронов, ускоренных в гораздо более сильном поле противоположного знака вблизи облачного слоя. Это первое прямое экспериментальное указание на то, что предсказываемые теорией убегающие электроны реально существуют. (ИЯИ РАН)

Анализ направлений прихода космических лучей, зарегистрированных Якутской установкой ШАЛ, обнаруживает значимую (больше ) анизотропию в интервале энергии (1-2).10¹⁹ эВ, характеризуемую избыточным потоком частиц, максимум которого находится в области небесной сферы с координатами 1.7^h<a<3.7^h; 45º<d<60º. Такой характер анизотропии ожидается, если вклад внегалактических источников в наблюдаемый поток космических лучей возрастает с ростом энергии Е и становится преобладающим при E>10¹⁹ эВ над вкладом галактических источников. (ИКФИА СО РАН)

В рамках разработанного сценария двухэтапного коллапса железных ядер массивных звезд предложена интерпретация событий, наблюдавшихся 23 февраля 1987 года в подземном сцинтилляционном детекторе LSD за 4.7 часа до регистрации нейтрино от сверхновой SN1987A детекторами IMB, Kamiokande и БПСТ (Баксанский подземный сцинциляционный телескоп), как эффекта, инициированного потоком электронных нейтрино, испускаемых на первой стадии коллапса. (ИЯИ РАН, ИТЭФ)

Полученный на установке МГУ ШАЛ спектр по числу мюонов с энергией >10 ГэВ совместно со спектром по числу электронов позволил установить ограничения на представленность различных групп ядер в первичных космических лучах до и после излома (при ~3.10¹⁵ эВ) в рамках модели адронных взаимодействий QGSJET. Показано, что диффузионная модель позволяет воспроизвести не только спектры отдельных групп ядер, полученные на установке KASCADE, но и энергетический спектр всех частиц в диапазоне 10¹⁴-10¹⁸ эВ.

Во время серии крупных вспышек на Солнце в конце октября - ноябре 2003 года на спутнике КОРОНАС-Ф получена уникальная информация о солнечных нейтронах, g-излучении с энергией до 100 МэВ, электронах с энергией до 12 МэВ, протонах с энергией до 300 МэВ, а также о вариациях потока и спектра частиц в радиационных поясах Земли. (НИИЯФ МГУ)

При исследовании ускорения космических лучей на фронте ударной волны, порожденной взрывом сверхновой, показано, что максимальная энергия ускоренных частиц сильно зависит от скорости ударной волны и может достигать 10¹⁷ Z эВ в молодых сверхновых и падать до 10¹⁰ Z эВ в конце стадии Седова эволюции остатка сверхновой (Z – заряд ускоряемого иона). Форма усредненного энергетического спектра космических лучей, инжектированных из остатков сверхновых в межзвездную среду, близка к E^-2. (ИЗМИРАН)

Показано, что измерения распределения поверхностной яркости по видимому диску остатка сверхновой SN 1006, выполненные в рентгеновском диапазоне (2–10 КэВ) космической обсерваторией Chandra, полностью согласуются с предсказаниями нелинейной теории ускорения космических лучей в остатках сверхновых. (ИКФИА СО РАН)