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 23-72-10067

НазваниеМногоцелевой детектор мюонов космических лучей.

Руководитель Задеба Егор Александрович, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" , г Москва

Конкурс №85 - Конкурс 2023 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-104 - Космические лучи

Ключевые слова дрейфовые камеры, космические лучи, мюоны, физика сверхвысоких энергий, широкие атмосферные ливни, мюонный годоскоп, мюонная диагностика

Код ГРНТИ29.15.33

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
В ряде экспериментов при энергиях выше 10^17 эВ в широких атмосферных ливнях наблюдается избыток групп мюонов по сравнению с расчетными оценками, даже в предположении тяжелого состава первичных космических лучей (ПКЛ), т.н. мюонная загадка. Появление такого избытка мюонов может быть вызвано как космофизическими (изменение спектра и состава КЛ), так и ядерно-физическими (изменение характера адронного взаимодействия) причинами. Попытки объяснения этого избытка за счет космофизических причин, предпринятые международной группой WHISP, включающей представителей всех мировых установок, способных регистрировать группы мюонов ШАЛ (Pierre Auger, IceCube, ЭК НЕВОД и др.), не дали результатов. В то же время данные о зависимости энерговыделения групп мюонов от энергии первичных космических лучей, полученные на экспериментальном комплексе НЕВОД-ДЕКОР, указывают на увеличение средней энергии мюонов при энергиях ПКЛ свыше 10^17 эВ, что свидетельствует о включении нового процесса генерации мюонов. Существующий координатно-трековый детектор ДЕКОР с одной стороны, не перекрывает всю апертуру черенковского водного детектора, что приводит к неточному определению числа частиц, прошедших через черенковский детектор, в котором измеряется энерговыделение мюонов, а с другой – не способен регистрировать события с высокой плотностью частиц. Поэтому в экспериментальном комплексе НЕВОД создается крупнейший в мире (250 м^2) вертикально расположенный детектор ТРЕК на многопроволочных дрейфовых камерах, который полностью перекроет боковую апертуру ЧВД НЕВОД. Он предназначен для регистрации групп мюонов в диапазоне зенитных углов от 40 до 90 градусов, это расширит диапазон энергий исследуемых космических лучей до рекордного интервала от 10^14 до 10^19 эВ и значительно повысит точность определения числа мюонов, энерговыделение которых измеряется. В 2022 году завершен монтаж внутренней плоскости ТРЕК, а в 2024 году состоится запуск экспериментальной серии измерений. Эксперимент НЕВОД-ДЕКОР-ТРЕК предназначен для регистрации окологоризонтального потока мюонов, тогда как остальные эксперименты, в которых наблюдается избыток групп, используют поток около вертикали. При переходе к большим зенитным углам путь от точки генерации мюонов до детектора увеличивается в десятки раз, при этом новые процессы генерации могут имитироваться взаимодействием частиц ШАЛ с атмосферой Земли. Поэтому принципиально важно создание установки для исследования групп мюонов в области малых зенитных углов, в которой будут использоваться те же дрейфовые камеры, электроника и методы обработки данных, что и в детекторе ТРЕК. При этом новый детектор должен располагаться горизонтально и отличаться высокой разрешающей способностью, угловой и координатной точностью за счет использования большего числа координатных плоскостей. Задача проекта – создание Многоцелевого Детектора Мюонов (МДМ) площадью 13 м^2 для регистрации групп мюонов высокой плотности в диапазоне зенитных углов от 0 до 60 градусов. Детектор МДМ будет состоять из многопроволочных дрейфовых камер, формирующих четыре координатные плоскости, попарно отличающиеся ориентацией. В области зенитных углов 40-60 градусов МДМ совпадает в возможностях с детектором ТРЕК, что позволит провести кросс-калибровку двух установок. А их совместное использование позволит впервые измерить группы мюонов космических лучей высокой множественности в полном диапазоне зенитных углов от 0 до 90 градусов. Хорошее пространственное разрешение позволит впервые использовать МДМ в качестве мюонного годоскопа для мониторинга околоземного пространства и атмосферы Земли. По сравнению с уже работающими в экспериментальном комплексе НЕВОД мюонными годоскопами УРАГАН и СцМГ эти дистанционные наблюдения за гелиосферными, магнитными и атмосферными явлениями будут проведены с большей точностью. Высокая координатная и угловая точность новой установки открывают возможность её использования в качестве прецизионного стенда-томографа для калибровки различных детекторов заряженных частиц.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---