Выпуски

 / 

2015

 / 

Июль

  

Обзоры актуальных проблем


Радиоизлучение широких атмосферных ливней


Восточноукраинский национальный университет им. В. Даля, Луганск, Украина

Представлено современное состояние исследований в одной из актуальных областей физики высоких энергий — детектировании космических частиц сверхвысокой энергии по радиоизлучению широких атмосферных ливней. Приведены результаты экспериментальных исследований радиоизлучения и лабораторных опытов по моделированию радиоэмиссии от пучков электронов и гамма-квантов высокой энергии. Рассмотрено современное представление о механизмах радиоизлучения ливней, вызванных частицами высокой энергии, в метровом и сантиметровом диапазоне длин волн. Обсуждаются возможности исследования атмосферных ливней методом радиолокации. Кратко представлены теоретические концепции когерентного и некогерентного излучения в сверхвысокочастотном диапазоне, а также рассмотрена возможность восстановления основных параметров атмосферного ливня по данным радиоизлучения.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
English fulltext is available at IOP
Ключевые слова: атмосферный ливень, радиоизлучение, радиодетектирование, частица
PACS: 95.55.Vj, 98.70.Sa (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0185.201507a.0673
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2015/7/a/
Цитата: Филоненко А Д "Радиоизлучение широких атмосферных ливней" УФН 185 673–716 (2015)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 10 июля 2014, доработана: 15 апреля 2015, 19 мая 2015

English citation: Filonenko A D “Radio emission of extensive air showersPhys. Usp. 58 633–669 (2015); DOI: 10.3367/UFNe.0185.201507a.0673

Список литературы (143) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (6) Похожие статьи (20)

  1. Аскарьян Г А ЖЭТФ 41 616 (1961); Askar'yan G A Sov. Phys. JETP 14 441 (1962)
  2. Аскарьян Г А ЖЭТФ 48 988 (1965); Askar'yan G A Sov. Phys. JETP 21 658 (1965)
  3. Kahn F D, Lerche I Proc. R. Soc. Lond. A 289 206 (1966)
  4. Jelley J V et al. Nature 205 327 (1965)
  5. Филоненко А Д УФН 172 439 (2002); Filonenko A D Phys. Usp. 45 403 (2002)
  6. Allan H R Acta Phys. Hung. 29 (Suppl. 1) (1970)
  7. Гусев Г А, Железных И М Письма в ЖЭТФ 38 505 (1983); Gusev G A, Zheleznykh I M JETP Lett. 38 611 (1983)
  8. Hankins T H, Ekers R D, O'Sullivan J D Mon. Not. R. Astron. Soc. 283 1027 (1996)
  9. Филоненко А Д УФН 182 793 (2012); Filonenko A D Phys. Usp. 55 741 (2012)
  10. Rosner J L hep-ex/9508011
  11. Rosner J L, Wilkerson J F hep-ex/9702008
  12. Rosner J L, Suprun D A AIP Conf. Proc. 579 81 (2001); Rosner J L, Suprun D A astro-ph/0101089
  13. Antoni T et al. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 513 490 (2003)
  14. Navarra G et al. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 518 207 (2004)
  15. Horneffer A et al. astro-ph/0409641
  16. Petrovic J et al. (LOPES Collab.) J. Phys. Conf. Ser. 39 471 (2006); Petrovic J et al. (LOPES Collab.) astro-ph/0611225
  17. Falcke H et al. Nature 435 313 (2005)
  18. Apel W D et al. Astropart. Phys. 32 294 (2010)
  19. Huege T, Ulrich R, Engel R Astropart. Phys. 30 96 (2008)
  20. Apel W D et al. (LOPES Collab.) Astropart. Phys. 26 332 (2006)
  21. Haungs A et al. (LOPES Collab.) Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 604 S1 (2009); Haungs A et al. (LOPES Collab.) arXiv:0811.1919
  22. Horneffer A et al. (LOPES Collab.) Proc. of the 30th Intern. Cosmic Ray Conf. July 3 - 11, 2007, Mérida, Yucatán, Mexico Vol. 4 (Eds R Caballero et al.) (Mexico City, Mexico: Univ. Nacional Autonoma de Mexico, 2008)
  23. Nigl A et al. (LOPES Collab.) Astron. Astrophys. 487 781 (2008)
  24. Palmieri N et al. Proc. of the 32nd Intern. Cosmic Ray Conf., ICRC2011, 11 - 18 August, 2011, Beijing, China Vol. 4 p. 60
  25. Apel W D et al. (LOPES Collab.) Phys. Rev. D 85 071101(R) (2012); Apel W D et al. (LOPES Collab.) arXiv:1203.3971
  26. Apel W D et al. (LOPES Collab.) Astropart. Phys. 50-52 76 (2013); Apel W D et al. (LOPES Collab.) arXiv:1309.5920
  27. Apel W D et al. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 696 100 (2012); Apel W D et al. arXiv:1303.6808
  28. Huber D et al. arXiv:1308.2512
  29. Ravel O et al. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 518 213 (2004); Ravel O et al. astro-ph/0306255
  30. Ardouin D et al. Nucl. Instrum. Meth. phys. Res. A 572 481 (2007)
  31. Lebrun D and the CODALEMA Collab. Proc. of the 30th Intern. Cosmic Ray Conf. July 3 - 11, 2007, Mérida, Yucatán, Mexico (Merida, Mexico, 2007)
  32. Riviere C (for the CODALEMA Collab.) arXiv:0906.2720
  33. Revenu B (for the CODALEMA Collab.) arXiv:0906.2832
  34. Bellétoile A (for the CODALEMA Collab.) Proc. of the 32nd Intern. Cosmic Ray Conf., ICRC2011, 11 - 18 August, 2011, Beijing, China Vol. 1 p. 231; Bellétoile A (for the CODALEMA Collab.) arXiv:1109.3579
  35. Rebai A and the CODALEMA Collab. arXiv:1211.3273
  36. Gandhi R et al. Astropart. Phys. 5 81 (1996); Gandhi R et al. hep-ph/9512364
  37. Gandhi R et al. Phys. Rev. D 58 093009 (1998); Gandhi R et al. hep-ph/9807264
  38. Brusoval О et al. arXiv:0708.3824
  39. Ardouin D et al. Astropart. Phys. 34 717 (2011); Ardouin D et al. arXiv:1007.4359
  40. Ardouin D et al. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 604 S85 (2009)
  41. Carloganu C et al. Proc. of the 44th Rencontres de Moriond, La Thuile, Italy 2009
  42. Lamblin J and the CODALEMA Collab. Proc. of the 30th Intern. Cosmic Ray Conf. July 3 - 11, 2007, Mérida, Yucatán, Mexico Vol. 5 (Eds R Caballero et al.) (Mexico City, Mexico: Univ. Nacional Autonoma de Mexico, 2008) p. 921
  43. Ardouin D et al. arXiv:0902.0730
  44. Ardouin D et al. Astropart. Phys. 31 192 (2009); Ardouin D et al. arXiv:0901.4502
  45. van den Berg A M for the Pierre Auger Collab. arXiv:0708.1709
  46. Huege T for the Pierre Auger Collab. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 617 484 (2010); Huege T for the Pierre Auger Collab. arXiv:0906.4970
  47. Klages H O Proc. of the 30th Intern. Cosmic Ray Conf. July 3 - 11, 2007, Mérida, Yucatán, Mexico Vol. 5 (Eds R Caballero et al.) (Mexico City, Mexico: Univ. Nacional Autonoma de Mexico, 2008) p. 849
  48. Etchegoyen A Proc. of the 30th Intern. Cosmic Ray Conf. July 3 - 11, 2007, Mérida, Yucatán, Mexico Vol. 5 (Eds R Caballero et al.) (Mexico City, Mexico: Univ. Nacional Autonoma de Mexico, 2008) p. 1191
  49. Huege T Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 604 (1-2) S57 (2009)
  50. Abreu P et al. (Pierre Auger Collab.) arXiv:1107.4807
  51. Abreu P et al. JINST 7 P10011 (2012); Abreu P et al. arXiv:1209.3840
  52. Schröder F G, Asch T, Bähren L Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 615 277 (2010)
  53. Aab A et al. (The Pierre Auger Collab.) 33rd Intern. Cosmic Ray Conf., Rio de Janeiro, Brazil, July 2013, The Astroparticle Physics Conf.
  54. Huege T, Ludwig T M, James C Proc. 5th ARENA, Erlangen, Germany; Huege T, Ludwig T M, James C AIP Conf. Proc. 1535 128 (2013)
  55. Alvarez-Muniz J, Carvalho W R, Zas E (Jr.) Astropart. Phys. 35 325 (2012)
  56. Marin V, Revenu B Astropart. Phys. 35 733 (2012)
  57. Werner K, Vries K D, Scholten O Astropart. Phys. 37 5 (2012)
  58. Ardouin D et al. Astropart. Phys. 31 192 (2009)
  59. Glaser С, Weidenhaupt K ARENA-2012, Acoustic and Radio EeV Neutrino Detection Activities, Erlangen, Germany
  60. Aab A et al. (The Pierre Auger Collab.) arXiv:1307.5059
  61. Louedec K for the Pierre Auger Collab. arXiv:1310.4603
  62. Gorham P W et al. arXiv:0705.2589
  63. Gorham P W et al. Phys. Rev. D 78 032007 (2008)
  64. Belz J for the FLASH Collab. Proc. of the 29th Intern. Cosmic Ray Conf., August 3 - 10, 2005, Pune, India Vol. 8 (Eds B Sripathi Acharya et al.) (Mumbai: Tata Institute of Fundamental Research, 2005) p. 291; Belz J for the FLASH Collab. astro-ph/0507379
  65. Monasor M, Bohacova M, Bonifazi C Proc. of the 32nd Intern. Cosmic Ray Conf., ICRC2011, 11 - 18 August, 2011, Beijing, China Vol. 3 p. 196
  66. Smida R et al. Proc. of the 32nd Intern. Cosmic Ray Conf., ICRC2011, 11 - 18 August, 2011, Beijing, China Vol. 3 p. 17; Smida R et al. arXiv:1108.0588
  67. Apel W D et al. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 620 202 (2010)
  68. Šmida R et al. arXiv:1306.6738
  69. Šmida R et al. EPJ Web Conf. 53 08010 (2013)
  70. Alvarez-Muñiz J et al. Phys. Rev. D 86 051104(R) (2012); Alvarez-Muñiz J et al. arXiv:1205.5785
  71. Gaisser T K, Hillas A M Proc. of the 15th Intern. Cosmic Ray Conf. Plovdiv, 1977 Vol. 8 p. 353
  72. Alvarez-Muñiz J et al. Phys. Rev. D 86 123007 (2012); Alvarez-Muñiz J et al. arXiv:1208.0951
  73. Facal P for the Pierre Auger Collab. EPJ Web Conf. 53 08009 (2013)
  74. Allison P S, for the Pierre Auger Collab. Proc. of the 32nd Intern. Cosmic Ray Conf., ICRC2011, 11 - 18 August, 2011, Beijing, China
  75. Conti E, Collazuo G, Sartori G Phys. Rev. D 90 071102(R) (2014); Conti E, Collazuo G, Sartori G arXiv:1408.5886
  76. Schröder F G et al. (Tunka-Rex Collab.) arXiv:1308.0910
  77. Hörandel J R et al. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. 630 171 (2011); Hörandel J R et al. arXiv:0911.2371
  78. Schröder F G et al. AIP Conf. Proc. 1535 78 (2013)
  79. Glaser C, for the Pierre Auger Collab. AIP Conf. Proc. 1535 68 (2013)
  80. Rebai A et al. arXiv:1210.1739
  81. Allan H R Prog. Elem. Part. Cosmic Ray Phys. 171 10 (1971)
  82. Apel W D et al. (LOPES Collab.) Phys. Rev. D 85 071101(R) (2012)
  83. Vries K D et al. Astropart. Phys. 34 267 (2010)
  84. Ludwig M, Huege T Astropart. Phys. 34 438 (2011)
  85. Buitink S et al. Astropart. Phys. 33 296 (2010); Buitink S et al. arXiv:1002.4849
  86. Scholten O, Werner K, Rusydi F Astropart. Phys. 29 94 (2008)
  87. Werner K, Scholten O Astropart. Phys. 29 393 (2008)
  88. Werner K, de Vries K D, Scholten O Astropart. Phys. 37 5 (2012)
  89. Huege T et al. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 662 S179 (2012)
  90. Scholten O, Werner K, Rusydi F Astropart.Phys. 29 94 (2008); Scholten O, Werner K, Rusydi F arXiv:0709.2872
  91. Greisen K Prog. Cosmic Ray Phys. 3 1 (1956)
  92. Kamata K, Nishimura J Prog. Theor. Phys. Suppl. 6 93 (1958)
  93. Христиансен Г Б, Куликов Г В, Фомин Ю А Космическое излучение сверхвысокой энергии (М.: Атомиздат, 1975); Khristiansen G B, Kulikov G, Fomin J Cosmic Rays of Superhigh Energies (München: Verlag Karl Thiemig, 1980)
  94. Беленький С З Лавинные процессы в космических лучах (М.: Гостехиздат, 1948)
  95. De Vries K D et al. Phys. Rev. Lett. 107 061101 (2011); De Vries K D et al. arXiv:1107.0665
  96. Werner K, De Vries K D, Sholten O arXiv:1201.4471
  97. Falcke Н, Gorham P Astropart. Phys. 19 477 (2003); Falcke Н, Gorham P astro-ph/0207226
  98. Huege T, Falcke Н Astron. Astrophys. 412 19 (2003)
  99. Jackson J D Classical Electrodynamics (New York: Wiley, 1962); Джексон Дж Классическая электродинамика (М.: Мир, 1965)
  100. Agnetta G et al. Astropart. Phys. 6 301 (1997)
  101. Атрашкевич В Б и др. ЯФ 28 712 (1978); Atrashkevich V B et al. Sov. J. Nucl. Phys. 28 366 (1978)
  102. Huege T, Falcke Н Astron. Astrophys. 430 779 (2005)
  103. Филоненко А Д Письма в ЖЭТФ 97 203 (2013); Filonenko A D JETP Lett. 97 178 (2013)
  104. Мурзин В С Введение в физику космических лучей (М.: Изд-во МГУ, 1988)
  105. Калмыков Н Н 31-я Всероссийская конф. по космическим лучам, Москва, 5 - 9 июля, 2010 (М.: Изд-во МГУ, 2010)
  106. Blackett P M S, Lovell A C B Proc. R. Soc. Lond. A 177 183 (1941)
  107. Gorham P W Astropart. Phys. 15 177 (2001); Gorham P W hep-ex/0001041
  108. Hayakawa S Cosmic Ray Physics (New York: Wiley-Intersci., 1969); Хаякава С Физика космических лучей (М.: Мир, 1973)
  109. Rossi B, Greisen K Rev. Mod. Phys. 13 240 (1941); Росси Б, Грейзен К Взаимодействие космических лучей с веществом (М.: ИЛ, 1948)
  110. Grupen C Particle Detectors (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1996); Групен К Детекторы элементарных частиц (Новосибирск: Сиб. хронограф, 1999)
  111. Райзер Ю П Физика газового разряда (М.: Наука, 1992); Raizer Yu P Gas Discharge Physics (Berlin: Springer, 1997)
  112. Айзенберг Г З Антенны ультракоротких волн (М.: Связьиздат, 1957)
  113. Bakunov M I et al. Astropart. Phys. 33 335 (2010)
  114. Бакунов М И, Новоковская А Л Вестн. Нижегородского ун-та им. Лобачевского (5(3)) 160 (2011)
  115. Takai H et al. 32th ICRC Beijing (2011)
  116. Abou Bakr Othman et al. Proc. of the 32nd Intern. Cosmic Ray Conf., ICRC2011, 11 - 18 August, 2011, Beijing, China
  117. Abou Bakr Othman et al. 33rd Intern. Cosmic Ray Conf., Rio de Janeiro, Brazil, July 2013
  118. Stasielak J et al. EPJ Web Conf. 53 08013 (2013); Stasielak J et al. arXiv:1210.1427
  119. Stasielak J et al. arXiv:1310.0743
  120. Филоненко А Д ЖЭТФ 144 739 (2013); Filonenko A D JETP 117 641 (2013)
  121. Engel A Ionized Gases (Oxford: Clarendon Press, 1955); Энгель А Ионизованные газы (М.: Физматгиз, 1959)
  122. Райзер Ю П Основы современной физики газоразрядных процессов (М.: Наука, 1980)
  123. Гинзбург В Л Распространение электромагнитных волн в плазме (М.: Физматгиз, 1960); Ginzburg V L The Propagation of Electromagnetic Waves in Plasmas (Oxford: Pergamon Press, 1964)
  124. Jelley J V et al. Nuovo Cimento A 46 649 (1966)
  125. Alvarez-Muñiz J et al. EPJ Web Conf. 53 08011 (2013)
  126. Филоненко А Д Письма в ЖЭТФ 99 290 (2014); Filonenko A D JETP Lett. 99 250 (2014)
  127. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Теория поля (М.: Наука, 1967) с. 460; Landau L D, Lifshitz E M The Classical Theory of Fields (Oxford: Pergamon Press, 1975)
  128. Scholten O, de Vries K D, Werner K EPJ Web of Conf. 53 08005 (2013); Scholten O, de Vries K D, Werner K arXiv:1207.1874
  129. Suprun D A, Gorham P W, Rosner J L Astropart. Phys. 20 157 (2003); Suprun D A, Gorham P W, Rosner J L astro-ph/0211273
  130. Веденеев О В, Калмыков Н Н, Константинов А А "Сравнение экспериментальных и расчетных пространственных распределений радиоизлучения ШАЛ по данным МГУ и LOPES" 31-я Всероссийская конф. по космическим лучам, Москва, 5 - 9 июля, 2010 (М.: Изд-во МГУ, 2010)
  131. Калмыков Н Н, Константинов А А, Энгель Р ЯФ 73 1231 (2010); Kalmykov N N, Konstantinov A A, Engel R Phys. Atom. Nucl. 73 1191 (2010)
  132. Калмыков Н Н, Константинов А А ЯФ 74 1047 (2011); Kalmykov N N, Konstantinov A A Phys. Atom. Nucl. 74 1019 (2011)
  133. Nehls S "Calibrated measurements of the radio emission of cosmic ray air showers" Dissertation (Karlsruhe: Institut für Experimentelle Kernphysik, 2008)
  134. Huege T, Ulrich R, Engel R Astropart. Phys. 30 96 (2008); Huege T, Ulrich R, Engel R arXiv:0806.1161
  135. Apel W D et al. (LOPES Collab.) Phys. Rev. D 90 062001 (2014); Apel W D et al. (LOPES Collab.) arXiv:1408.2346
  136. Huege T Braz. J. Phys. 44 520 (2014)
  137. Apel W D et al. (The LOPES Collab.) Astropart. Phys. 50-52 76 (2013)
  138. Palmieri N et al. (The LOPES Collab.) AIP Conf. Proc. 1535 89 (2012)
  139. Huege T et al. (The LOPES Collab.) Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 662 S72 (2010)
  140. Matthews J Astropart. Phys. 22 387 (2004)
  141. Buitink S et al. (The LOFAR Collab.) Brazilian J. Phys.; Buitink S et al. (The LOFAR Collab.) 33rd Intern. Cosmic Ray Conf., Rio de Janeiro, Brazil, July 2013 p. 579
  142. Дагкесаманский Р Д, Железных И М Письма в ЖЭТФ 50 233 (1989); Dagkesamanskii R D, Zheleznykh I M JETP Lett. 50 259 (1989)
  143. Гусев Г А и др. УФН 180 957 (2010); Gusev G A et al. Phys. Usp. 53 915 (2010)

© Успехи физических наук, 1918–2021
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение