Вебинары РИЭПП17 мая запланировано проведение вебинара на тему «Нормативно-правовая база функционирования центров коллективного пользования научным оборудованием (ЦКП) и особенности работы с порталом ckp-rf.ru».

Записаться на вебинар и посмотреть программу других вебинаров.

Уникальные научные установки

Рентгеноэмульсионная камера эксперимента «Памир-Чакалтая», рег. № 01-83 (РЭК «Памир-Чакалтая»)

УНУ создана в 1973 году

Данная УНУ была поддержана в рамках мероприятия 1.8 ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы»
Адрес
Руководитель работ
Сведения о результативности за 2016 год (данные мониторинга)
Участие в мониторинге Число организаций-пользователей, ед. Число публикаций, ед. Загрузка в интересах внешних организаций-пользователей, %
нет000.00
Базовая организация

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт имени П.Н. Лебедева Российской академии наук

Информация об уникальной научной установке (УНУ)

РЭК «Памир-Чакалтая» представляет собой рентгеноэмульсионную камеру большой площади (до 3000 кв.м), расположенную на высоте 4370 м над уровнем моря (Восточный Памир) и предназначенную для проведения ядерно- и астрофизических исследований космических лучей сверхвысокой энергии в широком диапазоне первичных энергий (E_0=10^14-10^18 эВ).  Регистрация космического излучения производится пассивным образом на рентгенографическую пленку марки РТ-6, суммарная экспозиция которой достигает нескольких тысяч квадратных метров в год. Технологичность монтажа и простота эксплуатации РЭК, которая сводится к ежегодной замене проэкспонированных материалов на новые в ходе сезонной экспедиции небольшой численности (25 чел., две трети которых составляют студенты местных ВУЗов), связана с наличием автономных источников электроэнергии, использованием средств электромеханизации монтажных работ, применением вакуумных систем для ручной укладки свинцовых пластин, а также с высоким качеством конструкционных материалов. Обработка и анализ экспериментального материала осуществляется в лабораторных условиях с помощью автоматических CCD-сканеров и полуавтоматических фотоденситометрических приборов с использованием данных детального компьютерного моделирования эксперимента. Высокая разрешающая способность рентгеновской пленки и ее сенситометрические характеристики позволяют определять координаты и углы прихода частиц с точностью 10 мкм, 3о и 15о соответственно. Динамический интервал измеряемых энергий электронно-фотонных каскадов составляет три порядка при относительно высоком абсолютном пороге регистрации 2-4 ТэВ и относительной точности определения энергии 20-30%.

Главные преимущества, обоснование уникальности установки, в том числе сопоставление УНУ с существующими аналогами

Рентгеноэмульсионная камера (РЭК) эксперимента «Памир-Чакалтая», представляющая собой твердотельную трековую камеру, расположенную на высоте 4370 м над уровнем моря, предназначена для проведения ядерно- и астрофизических исследований космических лучей сверхвысокой энергии. Установка дает уникальную информацию о характеристиках частиц, рождающихся в области фрагментации налетающего адрона при энергиях, которые превышают возможности современных ускорителей-коллайдеров. Не имеющие аналогов параметры установки - большая площадь установки (до 3000 м2), высокая эффективности регистрации адронов (60-75%) и относительно небольшая толщина ядерной мишени (590 г/см2), представляющей собою слой воздуха над камерой, - обусловлены конструктивными особенностями РЭК, в которой используется 1500 тонн свинцового проката высокой чистоты и точности и 620 тонн углеродсoдержащих материалов, а также большой высотой расположения установки (4370 м над уровнем моря). Уникальные характеристики установки позволяют: а) изучать ядерные взаимодействия адронов при энергиях, превышающих возможности современных ускорителей (Eо=10-1000 ПэВ); б) исследовать всю область фрагментации налетающей частицы, практически недоступную для современных ускорителей-коллайдеров, в частности, изучать пространственные и пространственно-энергетические корреляции при рождении частиц; в) уже сейчас иметь 60-70 % всей мировой статистики событий сверхвысокой энергии, зарегистрированных в эмульсионных экспериментах; г) изучать энергетический спектр и массовый состав первичного космического излучения в широкой (4 порядка) области энергий в районе и за изломом первичного спектра; д) вести целенаправленный поиск и детальное изучение целого ряда новых явлений, наблюдаемых в космофизических экспериментах при энергиях выше ~ 3-4 ПэВ, которые не укладываются в Стандартную Модель взаимодействий (компланарного рождения высокоэнергичных адронов, длиннопробежной компоненты космических лучей, событий типа «кентавр» и «анти-кентавр» с аномальным соотношением заряженной и нейтральной компонент, событий с «гало» и пр.). Существующие в мире (Япония, Боливия, Китай, Казахстан, Армения) аналогичные экспериментальные установки значительно уступают по своим масштабам и ряду существенных параметров установке «Памир-Чакалтая», что обуславливает заинтересованность иностранных коллег в проведении совместных исследований, приведшую в конце 1980-х годов к объединению усилий российских, польских, японских, бразильских, боливийских, грузинских, таджикских, киргизских и узбекских физиков в рамках совместного Международного эмульсионного эксперимента «Памир-Чакалтая», в котором принимали участие 17 научных центров.

Основные направления научных исследований, проводимых с использованием УНУ

  • исследование ядерных взаимодействий адронов при энергиях, превышающих возможности современных ускорителей (E0=10-1000 ПэВ);
  • уточнение параметров феноменологических моделей ядерных взаимодействий при сверхвысоких энергиях в кинематической фрагментационной области, необходимых для точного определения эффективности проноса энергии космических лучей сверхвысоких энергий вглубь атмосферы Земли и оценки степени вызываемой ими ионизации воздушных масс;
  • изучение новых процессов во взаимодействиях частиц космических лучей сверхвысоких энергий (E0=1015-1018 эВ), которые не описываются Стандартной моделью;
  • изучение энергетического спектра, массового состава и анизотропии первичного космического излучения в широкой (4 порядка) области энергий в районе и за изломом первичного спектра;
  • установление природы космических объектов-источников ПКЛ сверхвысоких энергий и механизмов ускорения и распространения ПКЛ;
  • получение уникального экспериментального материала с данными об угловых зависимостях и высотном ходе интенсивности адронов космических лучей;
  • определение величины длины поглощения адронов космических лучей сверхвысоких энергий в атмосфере Земли;
  • изучение закономерностей и точная оценка проноса энергии ПКЛ в глубь атмосферы и литосферы Земли;
  • проведение междисциплинарных исследований, связанных с воздействием первичного космического излучения на глобальные природные процессы, протекающие в атмо-, тропо-, гидро-, лито- и био- сферах Земли, и, в частности, изучение влияния ПКЛ на глобальные климатические изменения;
  • прогнозирование состояния земной атмосферы с учетом потоков ПКЛ;
  • оценка природных рисков, связанных с воздействием КЛ на объекты биосферы, процессы формирования ледников на высотах гор, грозовую активность, на сейсмоактивность.

Наиболее значимые научные результаты исследований

1) Разработка и уточнение параметров феноменологической модели адронных взаимодействий на основе механизма кварк-глюонных струн (модель КГС), а также с учетом рождения жестких струй для описания процессов множественного рождения частиц в области энергий, превышающих ускорительные возможности; 2) Оценка величины неупругого сечения рождения адронов на ядрах углерода p14N, равной 360±40 мб при энергии E0~1 ПэВ; 3) Вывод о росте коэффициента неупругости в реакциях p14N от K=0.5 при E0=1011 эВ до K=0.78 при E0=1016 эВ; 4) Вывод о нарушении скейлинга во фрагментационной области кинематики при рождении пионов, приводящему к укручению инклюзивных спектров в 2-3 раза при х=0.3 с ростом энергии на 5 порядков; 5) Оценка сечения рождения жестких кварк-глюонных струй (sjet = (24 ± 7) с большими передаваемым поперечными импульсами ptjet ³ 3 ГэВ/c и XjF > 0.05; 6) Подтверждение существования эффекта Ландау-Померанчука-Мигдала в свинцовом поглотителе; 7) Появление необычных событий и процессов при энергиях E0=>10 ПэВ, свидетельствующих о существовании "новой" физики за пределами Стандартной модели: - процессов компланарного испускания наиболее энергичных адронов и гамма-квантов, приводящих к линейной выстроенности частиц на мишенной диаграмме; - процессов множественного рождения адронов с нарушением изотопической инвариантности, приводящих к образованию событий с аномальным соотношением заряженной и нейтральной компонент (событий типа "Кентавр" и "Антикентавр"); - процессов, ответственных за генерацию событий типа "Хирон", характеризующихся наличием адроносодержащих электромагнитных миникластеров и большими поперечными импульсами; - высокая интенсивность событий большой множественности с "гало", т.е. областью повышенной фоновой концентрации энергии в центральной части события, приводящей к образованию макроскопических пятен почернений на рентгеновской пленке; - генерация событий большой множественности и с большими поперечными импульсами, которые могут свидетельствовать об образовании кварк-глюонной плазмы при столкновении релятивистских ядер сверхвысокой энергии; 8) Вывод о чармированной природе "длиннопробежной" компоненты космических лучей, характеризующей аномально слабым поглощением адронов в свинце; сечение рождения чармированных частиц должно составлять не менее spp→cc > 2¸3 мб при E0~75 ТэВ.

Таджикистан, научный полигон Ак-Архар

Перечень объектов в составе УНУ (4)

Наименование Изготовитель Страна Год выпуска Количество единиц
Сталеконструкция РЭК, 14 т
Назначение, основные характеристики
ФИАН, Россия 1992 2
Металлоконструкция РЭК ФИАН, Россия 1973 1
Пластины резиновые, 620 т
Назначение, основные характеристики
Россия 1975 1
Свинец листовой, 1 487 686 кг
Назначение, основные характеристики
Южно-уральский з-д цвет. мет., Россия 1973 2

Возврат к списку


0 комментариев

Комментарии отсутствуют!

Вы можете оставить свое сообщение первым.

Написать комментарий