О наземных космофизических экспериментах

1.

О наземных космофизических
экспериментах
github.com/e-dmi

2.

Частицы высокой энергии в
Космосе
Протоны

3.

Частицы высокой энергии в
Космосе
Протоны
Ядра
тяжелых
атомов

4.

Частицы высокой энергии в
Космосе
Протоны
Ядра
тяжелых
атомов
Космические лучи

5.

Ну и что с ними делать?

6.

Польза

7.

Польза

8.

Польза

9.

Польза

10.

Ok, летим в Космос?

11.

1 кг в космос:
от тысяч
до десятков тысяч
долларов
Или нет...
Массы детекторов
космических лучей:
Сотни килограмм,
Тонны

12.

Ok, ловим на Земле

13.

14.

15.

16.

17.

18.

Мюон
Нейтрино

19.

Мюон — может долететь до Земли
Нейтрино

20.

Мюон — может долететь до Земли
Нейтрино — почти не взаимодействует

21.

Два типа задач:

22.

1) Интересно все про первичную частицу

23.

ядро железа
электрон
нейтрон
ядро лития
кусок чего-нибудь
Что за частица?
протон
квант света
позитрон
неизвестная
никому хрень
ядро гелия

24.

10 ТэВ
100 ТэВ
5,5 ТэВ
1 ТэВ
Сотни ТэВ
Какой энергии?
3 ТэВ
Много ПэВ и
страданий
ПэВ
Дохрена ТэВ
< 1 ТэВ

25.

Из солнечной
системы
Из какой-то
звезды
Известно лишь
направление
Из слияния двух
массивных тел
Откуда?
Из Солнца
Из известной
галактики
Из взрыва
сверхновой

26.

2) Интересно все про взаимодействие с
веществом

27.

ядро железа
электрон
нейтрон
ядро лития
кусок чего-нибудь
Что за частица?
протон
квант света
позитрон
неизвестная
никому хрень
ядро гелия

28.

ТэВ/м
300 ГэВ/м
5 ГэВ/м
10 ГэВ/м
Сотни ТэВ
Как теряется энергия?
никак
10 ГэВ/м
50 ГэВ/м
полностью
< ГэВ/м

29.

прямо
известен трек
по кривой
хз
Как летит?
известны точки
трека
криво в магнитном
поле
не отклоняется
полем

30.

Нам нужны детекторы

31.

Детекторы → какую задачу решают?

32.

Детекторы → какую задачу решают?

33.

Детекторы → какую задачу решают?
Счетчики

34.

Детекторы → какую задачу решают?
Счетчики
Координатно-трековые

35.

Детекторы → какую задачу решают?
Счетчики
Калориметры
Координатно-трековые

36.

Детекторы → какую задачу решают?
Счетчики
Сколько?
Каких?
Калориметры
Координатно-трековые

37.

Детекторы → какую задачу решают?
Счетчики
Сколько?
Каких?
Калориметры
Координатно-трековые
Как летит?
Какие?

38.

Детекторы → какую задачу решают?
Счетчики
Сколько?
Каких?
Калориметры
Координатно-трековые
Как летит?
Какие?
Какая
энергия?
Какие
частицы?

39.

Детекторы → что фиксируют?

40.

Космолучи + вещество

41.

Космолучи + вещество
Свет
Ток

42.

Космолучи + вещество
Свет
Черенковское
излучение
Ток
Сцинтилляция
Ионизация

43.

Свет
Черенковское
излучение
Сцинтилляция

44.

Черенковское излучение

45.

Черенковское излучение

46.

Вакуумный фотоэлектронный
умножитель
Кремниевый фотоумножитель

47.

Светоизолированный
объем

48.

Плотная прозрачная среда с большим
коэффициентом преломления
Светоизолированный
объем

49.

Плотная прозрачная среда с большим
коэффициентом преломления
Фотодетектор
Светоизолированный
объем

50.

Pierre Auger observatory — массив черенковских
счетчиков

51.

Pierre Auger observatory — массив черенковских
счетчиков

52.

Светоизолированный
объем

53.

Плотная прозрачная среда с большим
коэффициентом преломления
Светоизолированный
объем

54.

Фотодетектор
Фотодетектор
Фотодетектор
Фотодетектор
Фотодетектор
Фотодетектор
Фотодетектор
Фотодетектор
Плотная прозрачная среда с большим
коэффициентом преломления
Фотодетектор
Фотодетектор
Фотодетектор
Фотодетектор
Фотодетектор
Фотодетектор
Фотодетектор
Фотодетектор
Светоизолированный
объем

55.

Фотодетектор
Фотодетектор
Фотодетектор
Фотодетектор
Плотная прозрачная среда с большим
коэффициентом преломления
Фотодетектор
Фотодетектор
Фотодетектор
Фотодетектор
Светоизолированный
объем

56.

Super Kamiokande — черенковский
трековый детектор и калориметр

57.

58.

IceCube — черенковский
трековый детектор и калориметр

59.

Свет
Черенковское
излучение
Сцинтилляция

60.

Сцинтилляторы

61.

Вакуумный фотоэлектронный
умножитель
Кремниевый фотоумножитель

62.

Светоизолированный
объем

63.

Сцинтиллятор
Светоизолированный
объем

64.

Сцинтиллятор
Фотодетектор
Светоизолированный
объем

65.

УРАН — массив сцинтилляционных счетчиков

66.

Полоски сцинтиллятора с
фотодетекторами

67.

Полоски сцинтиллятора с
фотодетекторами

68.

Полоски сцинтиллятора с
фотодетекторами

69.

Полоски сцинтиллятора с
фотодетекторами

70.

Полоски сцинтиллятора с
фотодетекторами

71.

Полоски сцинтиллятора с
фотодетекторами

72.

СЦМГ — сцинтилляционный трековый детектор

73.

Космолучи + вещество
Свет
Ток
Ионизация

74.

e
Атом

75.

+
Ион
e

76.

-
+
Электроды под
напряжением

77.

-
+
Газ
Электроды под
напряжением

78.

-
+
Газ
Электроды под
напряжением

79.

-
+
Газ
Электроды под
напряжением
Ток

80.

Счетчик Гейгера

81.

Трубки с газом и тонкими
проволочками

82.

УРАГАН — координатно-трековый
ионизационный детектор

83.

Итоги

84.

Итоги
в Космосе:
Протоны
Ядра

85.

Итоги
в Космосе:
Протоны
Ядра
в атмосфере:
Вторичные
частицы

86.

Итоги
в Космосе:
Протоны
Ядра
в атмосфере:
на Земле:
Детекторы
тока и света
Вторичные
частицы
— Тип частиц
— Энергия
— Траектория

87.

Итоги
в Космосе:
Протоны
Ядра
в атмосфере:
на Земле:
Детекторы
тока и света
Вторичные
частицы
исследуем:
— Взаимодействие
с веществом
— Тип частиц
— Свойства
— Энергия
источника
— Траектория
— Солнечные
возмущения

88.

Что почитать?
Гальпер А. М. — Космические Лучи
http://bit.do/15x4-cr

89.

Спасибо за внимание!
http://bit.do/15x4-cr
github.com/e-dmi