Awantura o CENTAURA

1. Awantura oCENTAURA Janusz Kempa Politechnika Warszawska WBMiP w Płocku UW 03.12.2004

2. P L A N R E F E R A T U 1.Historia badań oddziaływań jądrowych w emulsjach jądrowych i kliszach rentgenowskich w promieniowaniu kosmicznym. 2. Parametry pierwszego Centaura zarejestrowanego na Mt. Chacaltaya. 3. Co publikowano, a czego nie publikowano w pierwszych pracach, o pierwszym Centaurze. 4. Wyniki ponownego skanowania filmów. 5. Nowe spojrzenie na Centaura: co zostaje ( ? ) z z „egzotyki”.

3. Historia badań oddziaływań jądrowych w emulsjach jądrowych i kliszach rentgenowskich w promieniowaniu kosmicznym. 1. List H. Yukawy do C.M.G. Lattesa z propozycją budowy wspólnego eksperymentu na Mt. Chacaltaya - 1959 r. 2. Pierwsze naświetlania klisz - rok 1962. 3. Badanie oddziaływań w węglu (C-jetów ) rozpoczęto w roku 1965-1966 - kalorymetr emulsyjny CH-13; a oddziaływań w powietrzu w latach w 1968-1969 kalorymetr emulsyjny (CH-14). 4. Centaura zarejestrowano w kalorymetrze emulsyjnym CH-15 naświetlanego na przełomie roku 1969-1970.

4. Kalorymetr emulsyjny do badania C-jetów na Mt Chacaltaya Górna część aparatury służyła jako veto, do wybierania oddziaływań w węglu.

5. Kalorymetry emulsyjne na Pamirze.

6. Pamir C-96 1982/83 Piąta warstwa n=20 Eh  =209,1 TeV Druga warstwa n=117 E=1244,5 TeV

7. QUASIMODO =46

8. CENTAURO-I Lista publikacji 1. C.G.M. Lattes, Y. Fujimoto, S. Hasegawa Proc. 13th ICRC, Denver, 1973 Vol. 4, p.2227 2. C.G.M. Lattes, Y. Fujimoto, S. Hasegawa Proc. 13th ICRC, Denver, 1973 Vol. 4, p.2671 3. C.G.M. Lattes, Y. Fujimoto, S. Hasegawa Phys. Rep. 65, 151 (1980)

9. AIR SHOWER CORES OBSERVED BY CHACALTAYA EMULSION EXPERIMRENTJapan-Brasil Emulsion Chamber Collaboration13th International Cosmic Ray Conference, Denver, 1973 4, 2671 „...The event was first found in the lower chamber, where we observed a large family of more than 150 showers making a black region of diameter ~1 cm in the X-ray film. In appearance it is similar to the black spot a large air shower, but its arrival direction showed that it penetrated through the upper chamber of 7.8 cm Pb and the producer layer. Scanning over the X-ray films in the upper chamber showed that there is no big family of comparable size running with similar direction in neighbouring region of the expected place of penetration. This shows that the event is not a family of atmospheric gamma-rays and electrons. Careful scanning over the X-ray films in the upper chamber, particulary those near the bottom, found a small family of right direction near the expected place of arrival....”

10. CENTAURO -I

11. Znaleziono 14 kaskad w górnej części kalorymetru. • 3 z nich odrzucono jako nie należące do tego samego przypadku ponieważ były daleko od środka ważonego. • Z pozostałych 11 kwantów odrzucono 4 kolejne, ponieważ kaskady przez nie wytworzone zaczynały się wewnątrz górnej części aparatury i ich energie mogły być jedynie wyznaczone zakładając kontynuację kaskad w dolnej części aparatury. • Wyznaczono energie 7 pozostałych kaskad od 6 hadronów i jednego kwantu  . Ich sumaryczna energia okazała się równa E=27,1 TeV.

12. W dolnej części przeskanowano obszar o średnicy 1,5cm w emulsjach jądrowych na głębokości 4 i 6-tej jednostki kaskadowej. • Znaleziono ponad 150 kaskad o energiach większych od 0,2 TeV. Sumaryczna energia wynosi E = 230 TeV. • Ponad połowa z tych kaskad miała wyraźne pojedyńcze rdzenie a pozostałe były rozmyte, co świadczy o tym, że przeszły przez jedną lub dwie jednostki kaskadowe. • Wśród nich kilka kaskad miało ślady bardzo rozmyte, bez wyraźnego rdzenia. Prawie wszystkie zostały skorelowane z odpowiednimi śladami w górnej części aparatury (w kliszach rentgenowskich). • Do wyznaczenia wysokości, na której powstał Centauro wybrano dwie kaskady o wyraźnych rdzeniach o obydwu częściach aparatury. • Kaskady te odległe były o 7 mm od siebie w górnej części aparatury. • W dolnej części ich wzajemna odległość wzrosła o 0,2-0,3 mm, co pozwoliło ocenić wysokość powstania Centaura na 5015m nad aparaturą.

13. Wynik ten został potwierdzony w badaniu rozszerzania się rdzenia przy przejściu przez emulsje jądrowe po 2,4 i 6-ciu jednostkach kaskadowych. ocena wysokości dała 30 m ± 15 m (efekt rzędu 2 m na 4300 m na dwóch jednostkach kaskadowych)

14. Co publikowano, a czego nie publikowano w pierwszych pracach, o pierwszym Centaurze. Nie publikowano: 1. Dokładnej budowy górnej i dolnej części aparatury - brak było informacji o tym, że istnieją przerwy między kliszami; 2. W żadnej z prac nie opublikowano kątów zenitalnych i azymutalnych zarejestrowanych grup kaskad.

15. Wyniki ponownego skanowania filmów. 1.V.Kopenkin, Y. Fujimoto 28th ICRC, Tsukuba, p.1587 2003 2. V.Kopenkin, A. Oshawa, E.H. Shibuya, M. Tomada 28th ICRC, Tsukuba, p.1583 2003 3.V.Kopenkin, Y. Fujimoto, T. Sinzi Phys. Rev.D68 052007-1 2003

16. The Exotic characteristics of Centauro-I - Re-examination of the Centauro event - A. Ohsawa, E.H. Shibuya, M.Tamada Accepted to Phys. Rev. D Ocena wysokości oddziaływania ze średniego pędu poprzecznego kaskad: 10 - 80 m nad aparaturą.

17. The Exotic characteristics of Centauro-I - Re-examination of the Centauro event - A. Ohsawa, E.H. Shibuya, M.Tamada Accepted to Phys. Rev. D

18. Aparatura na Mt. Chacaltaya (Widok z góry) Żółtym kolorem zaznaczono dolną część aparatury. Mylnie korelowano grupę kaskad (A) z kliszy I12 z grupą (B) w górnej części aparatury - klisza S55. W granicach błędu w części górnej obszar zakreskowany pokazuje gdzie powinna znajdować się kontynuacja przypadku.

19. Aparatura na Mt. Chacaltaya Widok z boku (C) oraz (D). W rzucie (C) widać niezgodność w kącie azymutalnym, natomiast w rzucie (D) widać zgodność kąta zenitalnego. Kontynuacja z I12 powinna znajdować się w kliszy S42, S28 lub S29 a nie w S55.

20. Inna ocena tych samych danych The Exotic characteristics of Centauro-I - Re-examination of the centauro evet - A. Ohsawa, E.H. Shibuya, M. Tamada Accepted to Phys. Rev. D

21. Korelacja energii E kaskad oraz ich odległości od środka ważonego R. Małe punkty pokazują wyniki dla 80 C-jetów E20 TeV

22. Częstości otrzymywania grup kwantów gamma n z energiami E0,2 TeV w przypadkach symulowanych programem CORSICA/QGSJET, dla których 100 TeV E < 300 TeV . Liczba kaskad w Centaurze pokazana jest na rysunku jako I12.

23. (a) Liczba kaskad o energiach większych od 0.2 TeV w kole o promieniu 1 cm w funkcji sumy ich energii. Żółty kwadrat obejmuje obszar między 100 i 200 oraz 150 TeV i 300 TeV. (b) Liczba obserwowanych kaskad o energiach wyższych od 1 TeV na zewnątrz (> 1cm) w funkcji sumy ich energii na zewnątrz. Do analizy wybrano tylko przypadki z rysunku (a) wewnątrz żółtego prostokąta.

24. H=164 cm Rozkłady mas inwariantnych kwantów po procesie dekaskadowania (wszystkie kombinacjegamm o energiachwiększych od 0.3 TeV).

25. Piąty czysty mini-centaur pokazany na 25-tej Światowej Konferencji Promieniowania Kosmicznego w Durbanie 1997 r. New Clean Example of Centauro Species Observed by Chacaltaya Emulsion Chamber Experiment S.L.C. Barroso, J. Bellandini, J.A. Chinelatto, C. Dobrigkeit, V.V. Kopenkin, C.M.G. Lattes, M.J. Menon, A.Pemmaraju, K. Sawayanagi, E.H. Shibuya, A.Turtelli, N.M. Amato, N. Arata, C. Navia, R.H.C. Maldonado, H.Potela, Y. Fujimoto, S. Hasegawa, H. Kumano, H. Semba, T. Tabaki, K. Tanaka, S. Yamashita, H. Aoki, T. Shibata, K. Yokoi, M. Tamada, A. Oshawa Proc. XXV ICRC Vol. 6, p.53, 1997 Parametry tego mini-centaura znalezionego w CH-22 : kierunek przyjścia - prawie pionowy (!); w dolnej części aparatury - grupa 31 kaskad; suma energii tych kaskad E = 57.4 TeV; brak stowarzyszenia w górnej części aparatury.

26. Położenie grupy kwantów w dolnej części aparatury (pełne kółko ze strzałką pokazującą kierunek przyjścia ). Kółko zaznaczone linią przerywaną - obszar gdzie oczekuje się stowarzyszenia.

27. Nowe spojrzenie na Centaura : co zostaje ( ? ) z egzotyki. 1. Solution to the Centauro puzzle V. Kopenkin, Y. Fujimoto, T. Sinzi Phys. Rev. D68, 052007-1 (2003): ...”It is shown that, with the revised understanding of the event , new physics is no longer required for the explanation.” 2. The Exotic characteristic of Centauro-I A.Ohsawa, E.H. Shibuya, M. Tamada Accepted to Phys. Rev.D : ...”The event shows peculiar characteristics quite different from commonly observed cosmic-ray events” 3. Argumenty przedstawione w pracy Ohsawa i innych nie są w pełni przekonywujące. Z prawdopodobieństwem rzędu 0.05 mogło się zdarzyć, że brak stowarzyszenia w górnej części aparatury wynika stąd, że rdzeń tego przypadku przeszedł przez szczelinę między kliszami. W przypadku piątego mini-centaura ( z 1995 r ) to prawdopodobieństwo może być o rząd wielkości większe.

28. CAŁY MATERIAŁ DOŚWIADCZALNY POWINIEN BYĆ PONOWNIE PRZEANALIZOWANY. TRZEBA W PIERWSZEJ KOLEJNOŚCI SPRAWDZIĆ, CZY JEST CHOCIAŻ JEDEN ( ! ) MINI-CENTAUR, KTÓRY NA PEWNO PRZESZEDŁ PRZEZ OBIE CZĘŚCI POZA OBSZARAMI PRZERW MIĘDZY KLISZAMI W APARATURZE.