Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Целью проекта является создание аппаратно-программной системы (АПС) хранения и анализа больших объемов данных установок Экспериментального комплекса (ЭК) НЕВОД в рамках развития мультикомпонентных исследований широких атмосферных ливней. Реализация проекта осуществляется путем решения на каждом этапе задач по четырем направлениям: 1. Моделирование широких атмосферных ливней и откликов установок ЭК НЕВОД; 2. Создание баз моделированных и экспериментальных данных установок ЭК НЕВОД; 3. Создание системы хранения и анализа данных установок ЭК НЕВОД; 4. Обработка и анализ экспериментальных данных установок ЭК НЕВОД. На третьем этапе реализации проекта все поставленные задачи выполнены в полном объеме, получены следующие результаты. По первому направлению: С использованием сформированных на предыдущем этапе реализации проекта банка и базы данных моделированных откликов установок ЭК НЕВОД в совместных событиях: 1.1. Определены расчетные диапазоны эффективной совместной работы установок ЭК НЕВОД по энергии, углам направления прихода и положениям оси ШАЛ. Показано, что установки НЕВОД-ШАЛ, ДЕКОР и СКТ имеют пересекающиеся по энергии, углам направления прихода и положениям оси ШАЛ диапазоны эффективной работы, и их сочетание позволяет проводить одновременное исследование электрон-фотонной и мюонной компонент широких атмосферных ливней при использовании НЕВОД-ШАЛ в качестве опорной установки. 1.2. Сопоставлены различные зависимости для электронно-фотонной и мюонной компонент ШАЛ, получены соотношения их параметров. Данные результаты послужат основой для разработки программы проведения мультикомпонентных исследований ШАЛ на установках Экспериментального комплекса НЕВОД. По второму направлению: 2.1. Разработаны принципы организации процесса работы с базами моделированных и экспериментальных данных ЭК НЕВОД. Разработаны программные библиотеки для сериализации данных, работы с БД, обработки и реконструкции событий существующих установок экспериментального комплекса (НЕВОД-ШАЛ, ПРИЗМА-32, УРАН и НЕВОД-ДЕКОР-СКТ). Эти принципы и библиотеки интегрированы в управляющее программное обеспечение и в программы для обработки данных этих установок, что позволило стандартизовать для них процедуры записи и анализа информации. Данный подход будет применен как для других действующих установок экспериментального комплекса, так и для новых, которые будут разрабатываться и создаваться на базе ЭК НЕВОД. 2.2. Автоматизированы процессы заполнения и резервирования баз экспериментальных данных и совместных событий установок ЭК НЕВОД. С помощью третьей очереди аппаратно-программной системы автоматизирована их репликация. Данные мероприятия позволили существенно повысить целостность, достоверность и доступность информации, а также надежность ее хранения. По третьему направлению: На базе центра обработки данных Экспериментального комплекса НЕВОД проведены монтаж, наладка, ввод в эксплуатацию и интеграция в локальную вычислительную сеть третьей очереди АПС – вычислительного сервера, имеющего 16 процессорных ядер с базовой частотой 2.4 ГГц, 256 ГБ оперативной памяти и суммарную эффективную емкость твердотельных накопителей 19 ТБ, который обеспечивает автоматизированную репликацию и архивирование баз моделированных и экспериментальных данных установок комплекса, что существенно повышает доступность научной информации и надежность ее хранения. По четвертому направлению: 4.1. Получены параметры широких атмосферных ливней, зарегистрированных установками НЕВОД-ШАЛ, СКТ и ДЕКОР в 2024 г. 4.2. С использованием экспериментальной информации, полученной на установках ЭК НЕВОД в 2024 гг., и результатов реконструкции зарегистрированных событий были дополнены сформированные на предыдущих этапах реализации проекта базы данных кластерных событий и событий ШАЛ в установках НЕВОД-ШАЛ, ПРИЗМА-32 и УРАН, а также база данных событий НЕВОД-ДЕКОР-СКТ. Базы данных за период с 2019 по 2024 гг. имеют суммарный объем более 8.2 ТБ и содержат более 1718 млн. событий ШАЛ, зарегистрированных в установках НЕВОД-ШАЛ, ПРИЗМА-32 и УРАН, и более 2358 млн. событий НЕВОД-ДЕКОР-СКТ. 4.3. По экспериментальной информации, полученной на установках ЭК НЕВОД в 2024 гг., отобрано более 8.4 млн. совместных событий. Данные этих событий дописаны в созданную на предыдущем этапе реализации проекта БД совместных событий, которая в настоящее время содержит почти 50 млн. событий и имеет объем около 12.5 ГБ. 4.4. С помощью БД экспериментальных совместных событий в установках ЭК проведен анализ совпадающих событий в установках СКТ и НЕВОД-ШАЛ. При этом получены ФПР мюонов и электрон-фотонной компоненты ШАЛ для различных мощностей ШАЛ (10^5, 10^6) и диапазонов зенитных углов направлений прихода (0-10°, 10-20°). Также на основе измеренной корреляции числа сработавших детекторов нижней плоскости СКТ и мощности ливня экспериментально продемонстрирована возможность восстановления числа мюонов ШАЛ по данным СКТ с учетом его параметров, реконструированных по электронно-фотонной компоненте по данным НЕВОД-ШАЛ. Этот результат свидетельствует о перспективности использования сочетания установок СКТ и НЕВОД-ШАЛ для проведения мультикомпонентных исследований ШАЛ с малыми зенитными углами направления прихода в части изучения массового состава космических лучей и проверки моделей адронных взаимодействий. Также при обработке отдельных совместных событий по данным НЕВОД-ШАЛ об электрон-фотонной компоненте ливня учет числа мюонов, полученного на некотором расстоянии от его оси по данным нижней плоскости СКТ, позволит делать предположения о сорте первичной частицы. 4.5. С помощью БД экспериментальных совместных событий в установках ЭК проведено сопоставление энергии первичных частиц КЛ, реконструированных методом СЛПМ и традиционным методом по электронно-фотонной компоненте ШАЛ в совпадающих событиях установок ДЕКОР и НЕВОД-ШАЛ. В результате продемонстрированы возможность проведения кросс-калибровки этих двух методов, а также перспективность использования данных этих установок при проведении мультикомпонентного анализа совпадающих событий. Однако, из-за сильной чувствительности метода СЛПМ к составу космических лучей, для повышения точности сопоставления энергий КЛ, определенных двумя разными методами, а также проведения совместного анализа данных НЕВОД-ШАЛ и ДЕКОР необходима доработка методики восстановления энергии первичных частиц по данным НЕВОД-ШАЛ для больших зенитных углов и различного массового состава. По результатам работ представлены 9 докладов на международных и российских конференциях, а также опубликованы 4 статьи в рецензируемых научных журналах, 2 статьи приняты к печати в рецензируемых научных журналах. Получен РИД на базу данных № 2025620855 «База данных широких атмосферных ливней, зарегистрированных научной установкой НЕВОД-ШАЛ по электронно-фотонной компоненте».