Исследование зарядовой зависимости солнечной модуляции галактических космических лучей

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 25-22-00508

НазваниеИсследование зарядовой зависимости солнечной модуляции галактических космических лучей

Руководитель Майоров Андрей Георгиевич, Кандидат физико-математических наук

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

Конкурс №102 - Конкурс 2025 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

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

Ключевые слова Галактические космические лучи, солнечная модуляция, зарядовая зависимость, спектрометр PAMELA, численное моделирование, перенос космических лучей, антипротоны.

Код ГРНТИ29.05.45

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Ожидаемые результаты
В рамках работы по Проекту ожидается получить следующие научные результаты: 1. Методика идентификации антипротонов низких энергий в позиционно-чувствительном электромагнитном калориметре. 2. Временная динамика потока антипротонов и отношения потоков антипротонов и протонов с энергиями до нескольких десятков ГэВ в период с июня 2006 года по январь 2016 года по данным спектрометра PAMELA. 3. Численный расчет модулированных потоков антипротонов и протонов на околоземной орбите для интерпретации измерений спектрометров PAMELA и AMS-02. Определение вкладов диффузии и дрейфа в процесс переноса галактических космических лучей в гелиосфере в разные периоды солнечной активности, а также в разные периоды полярности солнечного магнитного поля. Ожидаемые результаты исследования важны для понимания процессов, приводящих к солнечной модуляции, и интерпретации наблюдений спектрометров PAMELA и AMS-02, которые являются наиболее точными на сегодняшний день в области наблюдения за космическими лучами, задавая тренд развития физики космических лучей в области энергий от сотни МэВ до ТэВ. Полученная динамика потока антипротонов в будущем будет дополнена результатами измерений AMS-02, и вместе они покроют широкий временной интервал с конца 23-го до середины 25-го цикла солнечной активности, что послужит важной основой для модельно-теоретических исследований. Методика идентификации антипротонов в электромагнитном калориметре может быть адаптирована и применена к данных других экспериментов, в которых также используются позиционно-чувствительные калориметры (не только космических).

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В рамках первого этапа проекта, направленного на исследование временной динамики потоков галактических антипротонов, коллективом исполнителей решены ключевые задачи по разработке методов анализа экспериментальных данных и численному моделированию процессов в гелиосфере. Новая методика идентификации антипротонов низких энергий и первые результаты Одной из главных сложностей физики космических лучей является выделение редких частиц антиматерии на фоне подавляющего потока обычных частиц. В отчетном периоде разработан метод идентификации антипротонов низких энергий по поиску сигнатуры «аннигиляционной звезды» в калориметре. С помощью нейронных сетей, обученных на модельных данных, удалось эффективно выделять сигнал антипротонов. Данная методика применена к экспериментальным данным PAMELA: восстановлены предварительные потоки антипротонов за полугодовые промежутки времени с середины 2006 года до конца 2015 года. Также получено предварительное отношение потоков антипротонов и протонов за те же периоды, что создает возможность для детального изучения эффектов солнечной модуляции. Реалистичная модель магнитного поля гелиосферы Для описания движения космических лучей от границ Солнечной системы к Земле необходима точная модель межпланетного магнитного поля. Была разработана и откалибрована модель турбулентности, учитывающая сложную структуру случайных флуктуаций поля как смесь двух типов возмущений: - Slab-компонента: альфвеновские волны, распространяющиеся вдоль силовых линий и отвечающие за рассеяние частиц. - 2D-компонента: структуры, перпендикулярные полю, влияющие на дрейф частиц поперек линий. Параметры модели настроены по реальным данным космических аппаратов ACE и Ulysses. Разработанный модуль турбулентности интегрирован в программный комплекс GTsimulation, предназначенный для расчета траекторий космических лучей. Документация пакета доступна по адресу: https://spacephysics.mephi.ru/GTsimulation/.

Публикации

1. Майоров А.Г., Роденко С.А., Челидзе К.С., Юлбарисов Р.Ф. Experimental research on antiprotons and light antinuclei in cosmic rays Physics-Uspekhi (год публикации - 2025)
10.3367/UFNr.2025.12.040063