КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 23-22-00146

НазваниеЭкспериментальное определение и предсказание методами машинного обучения штарковских параметров астрофизически значимых эмиссионных линий

Руководитель Закускин Александр Сергеевич,

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени M.В.Ломоносова» , г Москва

Конкурс №78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-304 - Спектроскопия

Ключевые слова Лазерная плазма, лазерно-искровая эмиссионная спектрометрия, штарковские параметры, уширение линий, нейронная сеть, машинное обучение

Код ГРНТИ29.27.49

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Моделирование и интерпретация спектров звезд и других космических объектов требуют знания не только положения определенных линий в спектре и вероятностей соответствующих им переходов, но и параметров штарковского уширения и сдвига данных линий. Огромной проблемой является отсутствие данных о штарковских параметрах для большей части наблюдаемых в реальных спектрах астрономических объектов линий. В частности, при интерпретации спектров белых карликов и «горячих Юпитеров» необходимо рассматривать линии одно- и двукратно ионизованного титана, а линии кальция важны в анализе спектров солнцеподобных звезд. Для f-серии линий кальция и всех линий двукратно ионизованного титана отсутствуют как экспериментальные, так и расчетные данные по штарковским параметрам, а для линий однократно ионизованного титана экспериментальные и расчетные данные имеют большие расхождения. В соответствии с этим, важно, с одной стороны, продолжать работу по экспериментальному измерению параметров уширения и сдвига, а с другой – развивать высокопроизводительные расчетные методы для теоретического предсказания параметров. В данном проекте в качестве одного из направлений предлагается проводить экспериментальное определение параметров штарковского уширения линий в лазерной плазме. Возможность работы с лазерной плазмой при пониженном давлении, а также широкий диапазон условий, реализующихся в ходе ее эволюции, позволят определять значения параметров с высокой точностью для всех представляющих интерес линий. Для повышения надежности диагностики плазмы (определения температуры и электронной плотности) будут использованы сразу два различных подхода. Первый – реконструкция профилей распределения частиц, температуры и электронной плотности плазмы при помощи обратного преобразования Абеля - позволит нивелировать влияние пространственной неоднородности на контуры спектральных линий. Второй подход – определение температуры и электронной плотности по сигналу томсоновского рассеяния обеспечит точную диагностику плазмы в широком диапазоне значений ее параметров и с высоким пространственным разрешением. Применение машинного обучения для предсказания параметров уширения и сдвига линий позволит провести валидацию результатов, полученных разными методами. Объем имеющихся на данный момент экспериментально и теоретически определенных штарковских параметров позволит обучить различные модели классического машинного обучения и искусственные нейронные сети, выбрать оптимальную модели и, таким образом, добиться достаточно высокой точности предсказаний. В свою очередь, развитие такого расчетного способа имеет исключительную важность для предсказания параметров линий, для которых кватновохимические расчеты существенно затруднены. Основными и наиболее значимыми результатами реализации данного проекта станут: экспериментальное определение штарковских параметров линий, представляющих большой астрофизический интерес, на основе результатов точной диагностики плазмы при пониженном давлении двумя независимыми методами и а также создание и обучение модели машинного обучения, способной предсказывать штарковские параметры огромного числа переходов.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---