Тема

Руководитель проекта: проф. Н.М.Буднев.

Наименование структурного подразделения ИГУ, в котором реализуется проект: Научно-исследовательский институт прикладной физики. 

В рамках проекта будут исследоваться космические лучи в области энергий выше 10 ПэВ, которая имеет ключевое значение для понимания механизмов ускорения и распространения космических лучей в Галактике. Исследования в этой области позволят получить ответы на наиболее актуальные вопросы современной физики космических лучей:

– Есть ли «железное колено» выше классического колена в районе 3•ПэВ? (Идентификация железного колена около 100 ПэВ могла бы обеспечить окончательное понимание этой области.)

– Каков массовый состав выше возможного «железного колена»? Преобладают ли в этой области источники, отличающихся от остатков сверхновых?

– Какова природа наблюдаемого «второго колена» в области 100-300 ПэВ? Вызвано ли это концом галактической компоненты?

– Каково отношение между эффектами обрезания в результате утечки космических лучей из Галактики и эффектов обрезания из-за максимальных энергий в источниках?

Исследования будут вестись с помощью крупнейшей в мире черенковской установки Тунка-133, которая позволяет получать наиболее точные данные об энергетическом спектре и массовом составе первичных космических лучей в области энергий 10-1000 ПэВ. Она состоит из 133 широкоугольных оптических датчиков, распределённых на 1 кв. км. В установке используется наиболее современная электроника, которая впервые позволяет измерять форму черенковского импульса. Энергетический спектр, полученный в результате первых двух лет работы установки, выявил исключительно интересные его особенности и широко обсуждается научной общественностью. В 2011 году в рамках федеральных целевых программ и Программы Приоритетного развития МГУ эффективная площадь установки Тунка-133 для регистрации космических лучей с энергией выше 100 ПэВ была увеличена в 4 раза за счет развертывания внешних кластеров черенковских детекторов. В октябре 2011 года обществом Гельмгольца (программа Helmholtz «HRJRG») поддержан совместный германо-российский проект «Исследования гамма-лучей и заряженных космических лучей в Тункинской долине в Сибири с помощью инновационных технологий», в рамках которого планируется дополнить установку Тунка-133 радио и сцинтилляционными детекторами, что позволит значительно повысить точность измерений и увеличить статистику.

Изучить основные характеристики космических лучей в энергетическом диапазоне 1-1000 ПэВ на недоступном для других установок уровне точности.

- создать сеть сцинтилляционных детекторов для регистрации заряженных частиц (мюонов и электронов) широких атмосферных ливней;

- создать сеть радиоантенн и разработать методики восстановления параметров ШАЛ по их радиоизлучению;

- осуществить подготовку высококвалифицированных кадров на базе уникальных установок ТАЦКП в сотрудничестве с ведущими учеными научных центров и университетов России, Германии и Италии.

На первой стадии все сцинтилляционные датчики будут установлены с небольшимим интервалом (50 м), чтобы измерить общее количество электронов в ШАЛе. На следующем этапе расстояния между датчиками будут увеличены до 120-150м. Затем мы сравним метод определения энергии с помощью черенковской установки Тунка-133 с методом, основанным на измерении плотности заряженных частиц в 500 м от центра, использующемся в эксперименте KASCADE-Grande.

На первом этапе развития метода радио-детектирования ШАЛ за счет совместной работы сети радио-антенн и черенковской установки будет осуществлена точная калибровка радиометода. На втором этапе радиометод будет использоваться как самостоятельный способ наблюдений, что позволит увеличить статистику примерно на порядок.

В результате внедрения новых методов наблюдений в сотрудничестве с партнерами по сотрудничеству «Тунка» на недостижимом для других установок уровне разрешения будет исследована тонкая структура энергетического спектра и изучен массовый состава космических лучей в диапазоне энергий от 0.1 до 1000 ПэВ. Результаты этих исследований станут ключевыми для решения проблемы происхождения и ускорения космических лучей высоких энергий; позволят определить вклад сверхновых в поток космических лучей высоких энергий и соотношение различенных типов сверхновых; позволят определить, при какой энергии поток космических лучей от внегалактических источников начинает доминировать над потоком от галактических источников.

	Всего на 2012 г.	Всего на 2013 г.	Всего на 2014 г.
ВСЕГО РАСХОДОВ	3000000	3000000	3000000

Показатели	Плановые значения по годам
	Единица измерения	2012 год	2013 год	2014 год
Количество планируемых к защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата и доктора наук, подготовленных в рамках реализации проекта	ед.		1	2
Количество публикаций:                     в том числе:	ед.	10	12	15
монографии	ед.
учебники и учебные пособия	ед.
статьи в российских научных журналах из списка ВАК	ед.	1	1	1
статьи в рецензируемых зарубежных журналах	ед.	5	6	7
другие статьи, тезисы докладов конференций	ед.	4	5	7
Количество заявок на получение охранных документов на результаты интеллектуальной деятельности, полученных в рамках реализации проекта	ед.	2	2	2
Защиты диссертаций аспирантами в течение периода обучения	ед.			2
Защиты диссертаций аспирантами в течение года после окончания аспирантуры	ед.
Количество студентов, участвующих в выполнении НИР с оплатой труда	ед.	4	4	4