Ядерная физика, 2024, № 2

Российская академия наук
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА
Том 87    № 2    2024    Март–Апрель
Основан в 1965 г.  
Выходит 6 раз в год  
ISSN: 0044-0027
Журнал издается под руководством  
Отделения физических наук РАН
Главный редактор
О.Д. Далькаров
Редколлегия:
А.В. Нефедьев (заместитель главного редактора),  
В.В. Куликов (ответственный секретарь) 
Редакционный совет:
 
В.В. Анисович, В.А. Бедняков,
Л.Д. Блохинцев, А.Е. Бондарь, Э.Э. Боос,
М.И. Высоцкий, В.Б. Гаврилов, В.З. Гольдберг, М.В. Данилов, 
 С.П. Денисов, Р.В. Джолос, И.М. Дремин,
А.М. Зайцев, Л.М. Зеленый, О.В. Канчели,
А.Б. Курепин, А.К. Лиходед, В.А. Матвеев, Н.Н. Николаев,  
Ю.Ц. Оганесян, Н.Г. Полухина, Ю.А. Симонов, А.А. Славнов,  
И.И. Ткачев, Г.Ф. Филиппов, В.И. Фурман,
В.А. Хозе, И.Б. Хриплович, В.И. Шевченко, М.А. Шифман
Зав. редакцией А.А. Каменская
Адрес редакции: 115409, Москва, Каширское ш., 31  
E-mail: yadfiz@pleiadesonline.com
Москва
ФГБУ «Издательство «Наука»
© Российская академия наук, 2024 
© Редколлегия журнала “Ядерная  
     физика” (составитель), 2024

СОДЕРЖАНИЕ
Том 87, номер 2, 2024
ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ И ПОЛЯ
Эксперимент
Изотопы бора в эксперименте PAMELA
Э. А. Богомолов, Г. И. Васильев, В. Менн, О. Адриани, Г. А. Базилевская, Дж. Барбарино,  
Р. Белотти, М. Боецио, В. Бонвичини, М. Бонджи, С. Боттаи, А. Бруно, А. Вакки,  
Е. Ваннуччини, С. А. Воронов, А. М. Гальпер, К. Де Сантис, В. Ди Феличе, Дж. Зампа,  
Н. Зампа, М. Казолино, Д. Кампана, П. Карлсон, Г. Кастеллини, Ф. Кафанья, А. А. Квашнин,  
А. Н. Квашнин, С. А. Колдобский, И. А. Лагойда, А. А. Леонов, А. Г. Майоров, В. В. Малахов,  
М. Мартуччи, Л. Марчелли, М. Мерге, В. В. Михайлов, Е. Моккъютти, А. Монако,  
Н. Мори, Р. Мунини, Дж. Остериа, Б. Панико, П. Папини, П. Пикоцца, М. Риччи,  
С. Риччиарини, М. Симон, Р. Спарволи, П. Спиллантини, Ю. И. Стожков, Ю. Т. Юркин 
73
Изучение космических лучей с энергией выше 5 ЭэВ радиометодом
И. С. Петров, С. П. Кнуренко 
79
Особенности форбуш-понижений по данным спутниковых и наземных детекторов
И. А. Лагойда, С. А. Воронов, В. В. Михайлов 
86
Разработка годоскопа площадью ~10 м2 из дрейфовых трубок для регистрации космических мюонов
М. Е. Баринов, В. В. Бирюков, А. А. Борисов, С. В. Ерин, Р. М. Фахрутдинов,  
А. П. Филин, В. Н. Гущин, А. Н. Исаев, А. С. Кожин, А. В. Ларионов,  
Н. А. Шаланда, М. М. Солдатов, В. И. Якимчук 
91
Теория
О классическом подходе к описанию диффузии космических лучей в турбулентной среде
В. В. Учайкин, И. И. Кожемякин, В. А. Литвинов 
96
Материалы 73-й международной конференции по ядерной физике
 ‟ЯДРО-2023: Фундаментальные вопросы и приложения”, 9–13 октября 2023 г., Саров, Россия
ЯДРА
Теория
Магичность, радиусы нейтронных орбит 1f7/2, 2p3/2 и галоподобная структура в ядрах 52,54Са
О. В. Беспалова, А. А. Климочкина 
102
Теоретическое исследование процесса радиационного захвата при столкновении ядер дейтерия
А. С. Соловьев 
108

ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ И ПОЛЯ
Эксперимент
Происхождение сигналов, зарегистрированных 23 февраля 1987 г. в гравитационных антеннах
Н. Ю. Агафонова,  А. С. Мальгин 
113
Теория
Описание эмиссии кумулятивных вторичных частиц в столкновениях тяжелых ионов 
промежуточных энергий на основе неравновесного гидродинамического подхода
А. Т. Дьяченко 
120

ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА, 2024, том 87, № 2,  с.  73–78
73
1. ВВЕДЕНИЕ
В космическом эксперименте PAMELA впервые 
обнаружены [1] источники позитронов с энергией 
свыше нескольких десятков ГэВ, вероятно связанные с генерацией пар е+, е– вблизи пульсаров 
в остатках близких (~сотен парсек) сверхновых 
(SNR) [2]. Потоки этих позитронов на порядки выше фона от галактических космических лучей (ГКЛ). Подобные объекты могут быть также 
источниками ядер, и их поиск возможен, в частности, путем анализа отклонений изотопного состава 
ядер от ожидаемого в ГКЛ из-за различия условий 
DOI: 10.31857/S0044002724020016, EDN: KSAWPE
В работе проведен новый анализ изотопного состава ядер бора (B) в галактических космических лучах 
(ГКЛ) в диапазоне жесткостей 1–5 ГВ (энергии ядер 0.1–1.5 ГэВ/нуклон) с использованием данных 
космического эксперимента PAMELA 2006–2014 гг. о жесткости регистрируемых ядер и их скорости 
(времяпролетный анализ и ионизационные потери в многослойном калориметре прибора). Новые 
результаты эксперимента PAMELA расширяют энергетический диапазон предшествующих измерений, согласуются с существующими немногочисленными данными и указывают на отклонения соотношений изотопов ядер B от данных моделирования GALPROP для ГКЛ, подобные отклонениям 
для изотопов Li и Be в данных PAMELA, которые можно интерпретировать как свидетельство наблюдения на фоне ГКЛ вклада нескольких локальных источников от взрывов близких (сотни парсек) 
сверхновых.
Поступила в редакцию 15.09.2023 г.; после доработки 18.10.2023 г.; принята к публикации 18.10.2023 г.
© 2024 г.     Э. А. Богомолов1), *, Г. И. Васильев1), В. Менн2), О. Адриани3), 4), Г. А. Базилевская5), 
Дж. Барбарино6), 7), Р. Белотти8), 9), М. Боецио11), В. Бонвичини11), М. Бонджи3), 4), С. Боттаи4), 
А. Бруно8), 9), А. Вакки11), 12), Е. Ваннуччини4), С. А. Воронов10), А. М. Гальпер10),  
К. Де Сантис13), 14), В. Ди Феличе13), 15), Дж. Зампа11), Н. Зампа11), М. Казолино13), Д. Кампана7), 
П. Карлсон16), Г. Кастеллини17), Ф. Кафанья9), А. А. Квашнин5), А. Н. Квашнин5),  
С. А. Колдобский10), И. А. Лагойда10), А. А. Леонов10), А. Г. Майоров10), В. В. Малахов10), 
М. Мартуччи14), 18), Л. Марчелли14), М. Мерге13), 14), В. В. Михайлов10), Е. Моккъютти11), 
А. Монако8), 9), Н. Мори4), Р. Мунини11), 19), Дж. Остериа7), Б. Панико7), П. Папини4), 
П. Пикоцца13), 14), М. Риччи18), С. Риччиарини4), М. Симон2), Р. Спарволи13), 14), 
П. Спиллантини3), 4), Ю. И. Стожков5), Ю. Т. Юркин10)
ɉɚɦɹɬɢ ȺɆ Ƚɚɥɶɩɟɪɚ ɩɨɫɜɹɳɚɟɬɫɹ
ИЗОТОПЫ БОРА В  ЭКСПЕРИМЕНТЕ PAMELA
 ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ И ПОЛЯ
1)  Физико-технический институт имени А. Ф. Иоффе Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия.
2) Университет Зиген, Зиген, Германия.
3)  Университет Флоренции, факультет физики, Флоренция, 
Италия. 
4)  Национальный институт ядерной физики, Филиал во 
Флоренции, Флоренция, Италия. 
5)  Физический институт имени П. Н. Лебедева Российской 
академии наук, Москва, Россия. 
6)  Неаполитанский университет имени Фридриха II, факультет физики, Неаполь, Италия. 
7)  Национальный институт ядерной физики, Филиал в Неаполе, Неаполь, Италия. 
8) Университет Бари, факультет физики, Бари, Италия.
9)  Национальный институт ядерной физики, Филиал в Бари, 
Бари, Италия.
10) Национальный исследовательский ядерный университет 
“МИФИ”, Москва, Россия.
11) Национальный институт ядерной физики, Филиал в Триесте, Триест, Италия.
12) Университет Удине, факультет математики и информатики, Удине, Италия. 
13) Национальный институт ядерной физики, Филиал в Риме 
“Tor Vergata”, Рим, Италия.
14) Университет Рима “Tor Vergata”, факультет физики, Рим, 
Италия.
15) Итальянское космическое агентство (ASI), Центр научной информации, Рим, Италия.
16) Королевский технологический институт, факультет физики и Центр физики космических частиц имени Оскара 
Кляйна, Стокгольм, Швеция. 
17) Институт прикладной физики “Nello Carrara”, Флоренция, Италия.
18) Национальная лаборатория INFN в Фраскати, Фраскати, 
Италия. 
19)Университет Триеста, Триест, Италия.
*E-mail: Edward.Bogomolov@gmail.com
УДК 000

 
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА 
том 87 
№ 2 
2024
74 
БОГОМОЛОВ и др.
распространения ядер. Скорее всего, потоки ядер, 
наблюдаемые в ГКЛ, являются смесью ГКЛ и космических лучей (КЛ) от локальных источников 
(ЛИ), которые могут возникать за счет ядерных 
взаимодействий ГКЛ с веществом SNR [3] либо 
генерироваться там за счет энергетики пульсаров. 
Предварительный изотопный анализ ядер B в гауссовом приближении был проведен нами при 
жесткостях 1–3.5 ГВ в 2018 г. [4]. В условиях собранной в эксперименте PAMELA статистики ядер 
Li и Ве использование стандартных методов анализа изотопов показало ограниченность их применения [5]. В настоящем анализе использованы 
новые, нестандартные подходы, разработанные 
в ФТИ РАН.
2. МЕТОД АНАЛИЗА
Для изотопного анализа отбираются события, 
прошедшие без ядерных взаимодействий через 
времяпролетную систему (ToF) и более пяти слоев вольфрама в калориметре (Cal) спектрометра 
PAMELA. Анализ изотопов проводился в  ФТИ 
с использованием собственного подхода [4, 6]. При 
анализе изотопов ядер лития (Li) и бериллия (Be) 
в условиях относительно низкой статистики обнаружилась ограниченность стандартного подхода [5]. 
Наряду с отличием экспериментальных распределений от гауссовых GEANT4-моделирование давало завышенный эффект от рассеяний ядер в материале прибора. Расчетное положение пиков изотопов и FWHM в распределениях по массе и потерях 
энергии в калориметре согласуется с полетными 
данными. Для разрешения проблемы в области 
перекрытия спектров изотопов в ФТИ при поиске изотопов 14С были впервые использованы распределения, полученные из полетных данных [6]. 
Последующий опыт анализа изотопов Li и Be выявил наряду с завышением при GEANT4-моделировании эффектов от рассеяния ядер в материале 
прибора асимметрию экспериментальных распределений. При селекции изотопов ядер 10B и 11B отдельно использовались правые (для 10B) и левые 
(для 11B) ветви суммарного распределения 10B +11B. 
Положение границы раздела ядер 10B и 11B в анализируемом распределении, где события левее 
границы считаются ядрами 10B, а правее — ядрами 11B, определяется тождеством числа событий 
в области перекрытия в расчетных ‟хвостах” для 
10B и 11B [4]. В настоящей работе использован этот 
подход и полученные результаты вероятно наиболее реалистичны.
PAMELA, TPF, LS
PAMELA, TPF, GP
PAMELA, Cal, LS
PAMELA, Cal, GP
PAMELA, TOF, LS
LS 1.2
GP 1.2
*
.PTLBMFOLP

4JNVM


5.0
4.5
3.5
2.5
1.5
4.0
3.0
2.0
1.0
Жесткость, ГВ
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
11
10
В/ В
Boron
PAMELA
2006–2014
Рис. 1. 11B/10B-отношения в зависимости от жесткости ядер.

 
ИЗОТОПЫ БОРА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ PAMELA 
75
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА 
том 87 
№ 2 
2024
Рис. 2. Спектры ядер 10B и 11B в зависимости от жесткости.
Рис. 3. Спектры ядер 10B и 11B в зависимости от энергии.
I. Moskalenko,
2003, Simul
Жесткость, ГВ
1
10
10B, LS1
10B, LS2
B, GP1
B, GP2
B, LS1
B, LS2
B, GP1
B, GP2
10
10
11
11
11
11
Cal.
ToF
PAMELA from
PAMELA, ToF,
dI/dE
10B, GP
PAMELA, ToF,
B, GP
11
AMS-02
PAMELA, ApJ 791(2014)93
PAMELA, Cal,
B, GP
PAMELA, Cal,
B, GP
PAMELA, Cal,
B, LS
PAMELA, Cal,
B, LS
PAMELA, ToF,
B, LS
PAMELA, ToF,
B, LS
10
11
10
11
10
11
10B
11B
11B
10B
100
dI dR
/
, (м с ср ГВ)
2
–1
10–1
10–2
10–3
PAMELA
Boron
2006–2014
100
10–1
10–2
10–3
dI  dR
/
, (м с ср Г
)–
2
1
эВ/нуклон
ToF
Cal.
PAMELA
Boron
2006–2014
10B, LS1
B, LS1
11
10B, LS2
B, LS2
B, GP1
B, GP1
B, GP2
11
10
11
10
11
10
1
B
B, PAMELA
B, ToF, PAMELA  2006–2014, GP   
B, ToF, PAMELA  2006–2014, GP
B
B, PAMELA ApJ 791 (2014)93
B, Cal, PAMELA  2006–2014, GP
B, Cal, PAMELA  2006–2014, GP
B, Cal, PAMELA  2006–2014, LS 
B, Cal, PAMELA  2006–2014, LS
B, ToF, PAMELA  2006–2014, GP  
B, ToF, PAMELA  2006–2014, GP
+
, website, 2018
1
10
11
10
1
+
,
1
11
10
10
11
10
11
0.1
1
Энергия, ГэВ/нуклон
             B, GP2
I. Moskalenko, 2003