Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование физических основ мюонной диагностики атмосферы и магнитосферы

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Выполнение этапа проекта
Проект
02.434.11.7039
Организация
НИЯУ МИФИ

Проведение поисковых исследований и получение новых знаний с использованием возможностей международной кооперации

Этапы проекта

1
07.11.2005 - 08.12.2005
Проект направлен на изучение закономерностей изменения потока мюонов на поверхности Земли под влиянием различных процессов и явлений в атмосфере Земли и в околоземном пространстве. Предполагается на основе выявленных закономерностей разработать методы решения обратной задачи – диагностики этих процессов и явлений по изменениям потока мюонов (мюонная диагностика). В качестве экспериментальной информации будут использоваться пространственно-временные характеристики потока мюонов, которые могут быть получены на широкоапертурном координатном детекторе большой площади с хорошим угловым разрешением. Основными задачами первого этапа выполнения проекта являлись:
1. Проведение экспериментальной серии на координатном детекторе по отработке методов одновременной регистрации пространственно-временных вариаций потока мюонов с различных направлений верхней полусферы.
2. Анализ экспериментальных данных. Разработка методов оперативного выделения полезных событий из общего потока многомерной информации.
Работы осуществлялись на верхнем координатном детекторе, который был создан в рамках международного (российско-итальянского) проекта ДЕКОР. Регистрирующая система верхнего координатного детектора обладает большой площадью, достаточной для обеспечения набора необходимой статистики по каждому наблюдаемому направлению прихода мюонов, а также высоким угловым (< 1°) и пространственным (1 см) разрешением. Детектор состоит из четырех супермодулей (СМ) с эффективной площадью 3.4×3.4 м2 каждый. В качестве базового регистрирующего элемента координатного детектора применяются камеры, работающие в режиме ограниченного стримера с внешним двухкоординатным съемом информации. В ходе выполнения первого этапа были осуществлены следующие работы:
1. Налажен верхний супермодуль координатного детектора ДЕКОР для работы в режиме регистрации полного потока атмосферных мюонов. При этом были решены задачи реконструкции событий в режиме реального времени и модернизации считывающей электроники. Проведены отладка триггерной системы, разработка и реализация алгоритмов управления супермодулем в режиме регистрации.
2. Проведена тестовая экспериментальная серия длительностью 365 часов, в ходе которой было записано 3 набора данных (по 7200 одноминутных кадров каждый). Проведен первичный анализ экспериментальных данных, отлажена система мониторинга и "горячей" замены шумящих карт считывания. Супермодуль выведен на штатный режим работы. Используя полученные данные по темпу счета реконструированных событий, определен барометрический коэффициент, который равен 0.18 % / мб.
3. В результате обзора методов обработки нестационарных многомерных сигналов для их частотно-временного анализа выбрано вейвлет-преобразование с помощью модифицированного вейвлета Морле в качестве материнского вейвлета.
Развернуть
2
01.01.2006 - 30.06.2006
Продолжены экспериментальные исследования мюонной компоненты и проведена обработка полученных данных. Разработаны математические методы анализа пространственно-временных матриц. Исследованы корреляции между потоком мюонов и различными магнитосферными явлениями (Форбуш-эффекты и др.). Проведено рабочее совещание в период международного симпозиума "Пограничные явления в астрофизике и физике частиц", май 2006 г. (Италия), на котором представлен доклад о результатах совместных российско-итальянских исследованияй.
Развернуть
3
01.07.2006 - 31.10.2006
Для исследования связи характеристик потока мюонов с различными процессами в атмосфере и околоземном пространстве были проведены длительные измерения пространственно-временных вариаций потока мюонов с помощью прецизионных широкоапертурных мюонных годоскопов большой площади, созданных в МИФИ в рамках российско-итальянского проекта ДЕКОР-2. Были отработаны методики триггирования и отбора событий в режиме реального времени, разработаны и внедрены программы быстрого анализа многомерных экспериментальных данных, исследованы корреляции между вариациями потока мюонов и различными явлениями как в атмосфере и магнитосфере Земли, так и в гелиосфере. Результаты исследований и разработанные методики являются основой для разработки новой технологии дистанционного мониторинга атмосферы и околоземного пространства методами мюонной диагностики.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы

Программное мероприятие

1.2 Проблемно-ориентированные поисковые исследования фундаментального характера
Продолжительность работ
2005 - 2006, 11 мес.
Бюджетные средства
1 млн
профинансировано
Продолжительность работ
2005 - 2006, 11 мес.
Бюджетные средства
1 млн
Организация
ФГБНУ ФИЦВИМ
профинансировано
Тема
Исследования магнитосфер нейтронных звезд по многочастотным наблюдениям пульсаров на установке: "Диапазонный крестообразный радиотелескоп Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (ДКР-1000 ФИАН) (рег. № 01-09)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
1,4 млн
Количество заявок
1
Тема
Проблемно-ориентированные поисковые исследования фундаментального характера по приоритетным направлениям развития науки и техники в рамках подписанных межправительственных соглашений Российской Федерации по научно-техническому сотрудничеству с зарубежными странами
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
87,79 млн
Количество заявок
217
Тема
Исследования мюонной компоненты космических лучей во всем диапазоне зенитных углов с целью изучения процессов взаимодействия частиц с энергиями выше 1015 эВ и обеспечения дистанционного мониторинга атмосферы и магнитосферы Земли над территорией 10 тыс. кв. км. на установке: "Экспериментальный нейтринный водный детектор (НЕВОД) (рег. № 01-63)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
2,8 млн
Количество заявок
1
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и формированию научно-технического задела в области создания приборов и методов диагностики наносистем и наноматериалов.
Продолжительность работ
2009, 6 мес.
Бюджетные средства
8,7 млн
Количество заявок
34
Тема
НК-410П Проведение поисковых научно-исследовательских работ по направлениям: «Оптика. Лазерная физика и лазерные технологии», «Радиофизика, акустика и электроника», «Физика конденсированных сред. Физическое материаловедение», «Физика плазмы», «Физика атмосферы» в рамках мероприятия 1.2.1 Программы
Продолжительность работ
2009 - 2011, 25 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
107