بعد فراکتالی وابسته به انرژی در توزیع سطحی الکترونهای بهمنهای گستره هوایی

پرتوهای کی هانی و پرتو گاما در انرژی بیش از 1014 eV با اندرکنشهای پیاپی در جو، بهمنی از ذرات ثانویه، شامل الکترونها، موئونها، نوکلئونها و پایونها تولید می کنند. آشکارسازی این بهمن می تواند منجر به تخمین انرژی، جهت، و نوع ذره اولیه شود. روش معمول در این تخمینها، مقایسه چگالی ذرات در بخشهایی از جبهه بهمن با چگالی های پیش بینی شده در بررسی های متکی بر شبیه سازی است. با برازش نمونه آشکارسازی شده با مدلهای مذکور، پارامترهای جهت، انرژی و نوع ذره اولیه تخمین زده می شوند. در روشی که توسط رستگارزاده و صمیمی معرفی شده، به جای چگالی الکترونهای بهمن، بعد فراکتالی توزیع الکترونهای ناحیه مرکزی بهمن در سطح زمین به عنوان کمیت تعیین کننده نوع ذره ی اولیه به کار می رود. از آنجا که روش مذکور فقط برای بهمنهایی با انرژی 1014 eV مورد آزمون قرار گرفته بود، بررسی آن در انرژی های بالاتر، برای تعیین کارایی آن لازم به نظر می رسد. در این پژوهش تحلیل بعد فراکتالی با استفاده از تبدیل موجک، برای 1200 بهمن شبیه سازی شده ناشی از فوتون، پروتون، هسته آلومینیوم، و هسته آهن، در انرژی های 1016، 1015، 1014 الکترون ولت به کار برده شد. نتایج این تحلیل حاکی از افزایش بعد فراکتالی با انرژی ذرات است. دقت تعیین بعد فراکتالی نیز با افزایش انرژی افزایش می یابد. از آنجا که با افزایش انرژی، شعاع جبهه بهمن نیز بزرگتر می شود، توانستیم بعد فراکتالی در نواحی دور از مرکز بهمن را نیز به دست آوریم. نحوه کاهش بعد فراکتالی با فاصله از مرکز بهمن نیز به دست آمد. با لحاظ کردن تغییرات انرژی بهمن، توانستیم تابع تخمین جرم ذره اولیه را با پارامترهایی که خود وابسته به انرژی هستند مشخص کنیم. نتایج به دست آمده حاکی از دقت خوب این روش در تخمین جرم در انرژی های بیشتر است.