Trapped Positrons and Electrons in the Inner Radiation Belt According to Data of the PAMELA Experiment


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Abstract

Measurements of secondary-electron and secondary-positron fluxes below the geomagnetic cutoff in near-Earth space were performed by means of the PAMELA magnetic spectrometer installed on board the Resurs-DK1 satellite launched on June 15, 2006, in an elliptical orbit of inclination 70° and altitude 350 to 600 km. This spectrometer permits measuring the fluxes of electrons and positrons over a wide energy range, as well as determining their spatial distributions to a precision of about 2°. A calculation of particle trajectories in the geomagnetic field makes it possible to separate electrons and positrons originating from cosmic-ray interactions in the Earth’s magnetosphere. The spatial distributions of quasitrapped, trapped, and short-lived albedo positrons and electrons of energy above 70 MeV in the radiation belt were analyzed. The ratio of the electron-to-positron fluxes and the energy spectra of the electrons and positrons in question are indicative of different productionmechanisms for stably trapped and quasitrapped secondary particles.

About the authors

M. Ricci

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Frascati

S. B. Ricciarini

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Firenze

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Via Giovanni Sansone 1, Sesto Fiorentino, FI, 50019

M. F. Runtso

National Research Nuclear University MEPhI

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Russian Federation, Kashirskoe sh. 31, Moscow, 115409

M. Simon

Department Physik

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Germany, Adolf-Reichwein-Str. 2, Siegen, 57068

R. Sparvoli

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, “Tor Vergata”; Dipartimento di Fisica

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Roma, RM, I-00133; Via Cracovia, Roma, RM, 00133

P. Spillantini

National Research Nuclear University MEPhI

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Russian Federation, Kashirskoe sh. 31, Moscow, 115409

Y. I. Stozhkov

Lebedev Physical Institute

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Russian Federation, Leninskii pr. 53, Moscow, 119991

Y. T. Yurkin

National Research Nuclear University MEPhI

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Russian Federation, Kashirskoe sh. 31, Moscow, 115409

V. V. Mikhailov

National Research Nuclear University MEPhI

Author for correspondence.
Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Russian Federation, Kashirskoe sh. 31, Moscow, 115409

O. Adriani

Dipartimento di Fisica, Piazza S. Marco 4; Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Firenze

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Firenze, 50121; Via Giovanni Sansone 1, Sesto Fiorentino, FI, 50019

G. A. Bazilevskaya

Lebedev Physical Institute

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Russian Federation, Leninskii pr. 53, Moscow, 119991

G. C. Barbarino

Dipartimento di Fisica; Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli, Strada Comunale Cintia

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Corso Umberto I 40, Napoli, NA, 80138; Napoli, NA, 80126

R. Bellotti

Dipartimento di Fisica, Piazza Umberto I; Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Bari, 70121; Via E. Orabona 4, Bari, 70125

E. A. Bogomolov

Ioffe Physical-Technical Institute

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Russian Federation, Politekhnicheskaya ul. 26, St. Petersburg, 194021

M. Boezio

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Padriciano 99, Trieste, TS, 34149

V. Bonvicini

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Padriciano 99, Trieste, TS, 34149

M. Bongi

Dipartimento di Fisica, Piazza S. Marco 4; Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Firenze

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Firenze, 50121; Via Giovanni Sansone 1, Sesto Fiorentino, FI, 50019

S. Bottai

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Firenze

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Via Giovanni Sansone 1, Sesto Fiorentino, FI, 50019

A. Bruno

Dipartimento di Fisica, Piazza Umberto I; Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Bari, 70121; Via E. Orabona 4, Bari, 70125

A. Vacchi

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste; Dipartimento di Scienze Matematiche, Informatiche e Fisiche (DMIF)

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Padriciano 99, Trieste, TS, 34149; Via delle Scienze 206, Udine

E. Vannuccini

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Firenze

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Via Giovanni Sansone 1, Sesto Fiorentino, FI, 50019

G. I. Vasilyev

Ioffe Physical-Technical Institute

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Russian Federation, Politekhnicheskaya ul. 26, St. Petersburg, 194021

S. A. Voronov

National Research Nuclear University MEPhI

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Russian Federation, Kashirskoe sh. 31, Moscow, 115409

A. M. Galper

National Research Nuclear University MEPhI

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Russian Federation, Kashirskoe sh. 31, Moscow, 115409

C. De Santis

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, “Tor Vergata”; Dipartimento di Fisica

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Roma, RM, I-00133; Via Cracovia, Roma, RM, 00133

V. Di Felice

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, “Tor Vergata”; Agenzia Spaziale Italiana (ASI) Science Data Center, Via del Politecnico, snc, Edificio D

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Roma, RM, I-00133; Roma, RM, 00133

G. Zampa

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Padriciano 99, Trieste, TS, 34149

N. Zampa

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Padriciano 99, Trieste, TS, 34149

M. Casolino

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, “Tor Vergata”

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Roma, RM, I-00133

D. Campana

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli, Strada Comunale Cintia

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Napoli, NA, 80126

A. V. Karelin

National Research Nuclear University MEPhI

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Russian Federation, Kashirskoe sh. 31, Moscow, 115409

P. Carlson

KTH Royal Institute of Technology, Dipartimento di Fisica, and the Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Sweden, Stockholm

G. Castellini

Istituto di Fisica Applicata “Nello Carrara”

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Via Madonna del Piano 10, Sesto Fiorentino, FI, 50019

F. Cafagna

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Via E. Orabona 4, Bari, 70125

A. A. Kvashnin

Lebedev Physical Institute

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Russian Federation, Leninskii pr. 53, Moscow, 119991

A. N. Kvashnin

Lebedev Physical Institute

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Russian Federation, Leninskii pr. 53, Moscow, 119991

S. V. Koldashov

National Research Nuclear University MEPhI

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Russian Federation, Kashirskoe sh. 31, Moscow, 115409

S. A. Koldobskiy

National Research Nuclear University MEPhI

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Russian Federation, Kashirskoe sh. 31, Moscow, 115409

S. Y. Krutkov

Ioffe Physical-Technical Institute

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Russian Federation, Politekhnicheskaya ul. 26, St. Petersburg, 194021

A. A. Leonov

National Research Nuclear University MEPhI

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Russian Federation, Kashirskoe sh. 31, Moscow, 115409

A. G. Mayorov

National Research Nuclear University MEPhI

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Russian Federation, Kashirskoe sh. 31, Moscow, 115409

V. V. Malakhov

National Research Nuclear University MEPhI

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Russian Federation, Kashirskoe sh. 31, Moscow, 115409

M. Martucci

Dipartimento di Fisica; Istituto Nazionale di Fisica Nucleare

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Via Cracovia, Roma, RM, 00133; Frascati

L. Marcelli

Dipartimento di Fisica

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Via Cracovia, Roma, RM, 00133

W. Menn

Department Physik

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Germany, Adolf-Reichwein-Str. 2, Siegen, 57068

M. Merge

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, “Tor Vergata”; Dipartimento di Fisica

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Roma, RM, I-00133; Via Cracovia, Roma, RM, 00133

Yu. V. Mikhailova

National Research Nuclear University MEPhI

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Russian Federation, Kashirskoe sh. 31, Moscow, 115409

E. Mocchiutti

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Padriciano 99, Trieste, TS, 34149

A. Monaco

Dipartimento di Fisica, Piazza Umberto I; Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Bari, 70121; Via E. Orabona 4, Bari, 70125

N. Mori

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Firenze

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Via Giovanni Sansone 1, Sesto Fiorentino, FI, 50019

R. Munini

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste; Dipartimento di Fisica

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Padriciano 99, Trieste, TS, 34149; Via Alfonso Valerio 2, Trieste, TS, 34127

G. Osteria

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli, Strada Comunale Cintia

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Napoli, NA, 80126

B. Panico

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli, Strada Comunale Cintia

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Napoli, NA, 80126

P. Papini

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Firenze

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Via Giovanni Sansone 1, Sesto Fiorentino, FI, 50019

P. Picozza

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, “Tor Vergata”; Dipartimento di Fisica

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Italy, Roma, RM, I-00133; Via Cracovia, Roma, RM, 00133

M. Pearce

KTH Royal Institute of Technology, Dipartimento di Fisica, and the Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics

Email: vvmikhajlov@mephi.ru
Sweden, Stockholm

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