شبیه سازی کورسیکا در پرتوهای کیهانی با انرژی بالا

در علم نجوم بویژه شاخه پرتوهای کیهانی نیز بدلیل گسترده بودن عرصه عمل و پرهزینه بودن طراحی آزمایشگاه‏ها، آشکارسازها و ... شبیه ‏سازی نفوذ زیادی نموده است و کدهای محاسباتی و نرم‏ افزارهای متنوعی بدین منظور طراحی گردیده است یا از کدهایی که برای شاخه ‏های دیگر علم فیزیک طراحی شده نیز در زمینه ‏ی پرتوهای کیهانی و مطالعه ‏ی بهمن‏ های گسترده‏ی هوایی استفاده می‏شود که اکثر قریب به اتفاق این کدها بر مبنای الگوریتم‏هایی مبتنی بر اعداد تصادفی(الگوریتم‏های مونت کارلو) مانند فلوکا ، جیشا ، جیانت و... طراحی شده اند. یکی از کامل‏ترین نرم افزارهای طراحی شده بدین منظور نرم افزار کورسیکا می‏باشد. این نرم افزار در واقع مکمل اکثر کدهایی که تا کنون در زمینه پرتوهای کیهانی برای شبیه ‏سازی بهمن های گسترده‏ ی هوایی، آبشارها، خوشه ‏های الکترونی و... مشاهده شده در آشکاسازها طراحی شده، می‏باشد. در این پایان ‏نامه که بر مبنای طراحی و شبیه سازی بهمن های گسترده هوایی بوسیله نرم ‏افزار کورسیکا نوشته شده است سعی شده که بخشی از طیف انرژی پرتوهای کیهانی در اطراف زانوی اول این طیف یعنی محدوده ی 1015 تا 1016 الکترون‏ولت(یک تا دهpev ) بوسیله‏ی این آزمایشگاه مجازی مورد مطالعه قرار گیرد و بدین وسیله بتوان تفاوت ترکیبات جرمی پرتوهای اولیه و انرژی ذرات اولیه ‏ای که به جو برخورد کرده‏اند بررسی کرد. چرا که در یک تعبیر عامل بوجود آورنده ی زانو را در تغییر ترکیبات جرمی در قبل و بعد از این محدوده از طیف پرتوهای کیهانی می دانند. در فصل اول مختصراً به علم پرتوهای کیهانی شامل تاریخچه کشف، ترکیبات جرمی پرتوها، طیف انرژی، بهمن های گسترده هوایی و آشکارسازی بهمن‏ها اشاره شده است. در فصل دوم مختصرا با فیزیک بکار رفته در کورسیکا و مدل های برهم‏کنش به ‏کاررفته در آن برای انرژی‏های پایین و انرژی‏های بالا آشنا می‏شویم. فصل سوم به آشنایی مختصری با نحوه ی نصب و راه اندازی و استفاده ی از نرم افزار کورسیکا چگونگی مبادله ی ورودی و خروجی و تعامل با این نرم افزار اختصاص داده شده است. و همچنین شرح شبیه ‏سازی‏های انجام شده می‏باشد که همانطور که گفته شد شبیه‏سازی‏هایی در محدوده‏ی انرژی 10^15 تا 10^16 الکترون ولت (انرژی ذره‏ی اولیه) برای سه ذره‏ی آهن، پروتون و گاما برای هر کدام ده انرژی و برای یک زاویه‏ی سمت‏الرأسی، جمعاً سی شبیه‏سازی و در هر شبیه‏سازی بیست بهمن تولید شده ونتایج آشکارسازی در چهار سطح مشاهده ثبت گردیده است. که ما سعی کرده‏ایم بین داده‏های حاصل از شبیه‏سازی‏هایمان همبستگی هایی پیدا کرده و نتایج را در جداول و نمودارهایی به تصویر بکشیم.