УНУ: Астрофизический комплекс МГУ-ИГУ

Объявления

Информация о центре

Перечень оборудования

Перечень применяемых методик измерений

1. Регистрация черенковского света от ШАЛ.
2.  Регистрация оптического излучения ШАЛ.
3. Регистрация радиоизлучения от ШАЛ.
4. Регистрация синхронного оптического излучения от гамма-всплесков.
5. Регистрация заряженных частиц от ШАЛ.
6. Методика восстановления массового состава космических лучей по зависимости длительности черенковского импульса от расстояния до оси ливня (функция длительность – расстояние).
7. Методика восстановления массового состава космических лучей по данным установки Tunka-Rex.
8. Методика восстановления положения и наклона оси ШАЛ по данным о пространственно-временных характеристиках черенковского импульса ШАЛ, измеренных с помощью установки Тунка-133 и TAIGA-HiSCORE.
9. Методика восстановления энергетического спектра космических лучей по зависимости амплитуды радио излучения от расстояния до оси ливня (функция амплитуда – расстояние).
10.  Методика восстановления энергетического спектра космических лучей по зависимости амплитуды черенковского излучения от расстояния до оси ливня (функция амплитуда – расстояние).
11. Методика восстановления энергетического спектра космических лучей по зависимости длительности черенковского импульса от расстояния до оси ливня (функция длительность – расстояние).
12. Методика восстановления энергетического спектра космических лучей по зависимости числа электронов от расстояния до оси ливня.
13. Методика выделения порожденных гамма-квантами ШАЛ из фона ШАЛ, порожденных заряженными частицами по данным, полученным с помощью атмосферных черенковских телескопов установки TAIGA – IACT в моно режиме и оптических станций установки TAIGA – HiSCORE.
14. Методика восстановления энергии широких атмосферных ливней по данным установки Tunka-Rex.
15. Методика исследования структуры магнитного поля на ранней стадии джета черной дыры по данным быстрых поляриметрических наблюдений с помощью робот-телескопа MASTER .
16. Методика многоцветной фотометрии с помощью робот-телескопа MASTER для оценки массы и энергии выбрасываемой оболочки и определения сценария формирования вспышек ярко-красной новой.
17. Методика поиска астероидов, комет и других оптических транзиентов по данным робот – телескопа МАСТЕР-600.
18. Методика поиска вспышек регистрируемых совместно комплексом наземной и спутниковой аппаратуры.
19. Методика поиска оптического сопровождения гамма-всплесков по данным робот – телескопа МАСТЕР-600.
20. Методика поиска сверхновых по данным робот – телескопа МАСТЕР-600.
21. Методика поиска экзопланет по данным робот – телескопа МАСТЕР-600.
22. Методика фотометрии с помощью робот-телескопа MASTER для исследования формирования гамма-всплесков и образования килоновых при слиянии нейтронных звезд.

Основные направления исследований с использованием уникальной установки

• Астрофизика элементарных частиц
• Физика космических лучей
• Гамма-астрономия
• Поиск оптических транзиентов

Перечень выполняемых типовых работ и оказываемых услуг 

1. Исследование энергетического спектра и массового состава первичных космических лучей в области энергий 1 – 1000 ПэВ.
2. Поиск оптических транзиентов.
3. Исследование энергетического спектра и массового состава первичных космических лучей в области энергий 0,1 – 100 ПэВ.
4. Поиск локальных источников гамма-квантов сверхвысоких энергий.

Себестоимости работы/услуги (S) рассчитывается по формуле:

S=(t1*F1)+(t2*F2)+(tn*Fn), где

t1, t2, tn – время использования единицы оборудования, на котором выполняется работа/оказывается услуга , час.

F1, F2, Fn – себестоимость работы единицы оборудования, руб. в час.

В случае, если стоимость по договору одной и той же работы/услуги различна, то работа/услуга записывается в разных строках.

Общие затраты считаются путем перемножения себестоимости работы (услуги) на общее количество выполненных работ (оказанных услуг).

Себестоимость одного часа работы на научном оборудовании ЦКП в 2020 году*

Расчет себестоимости одного часа работы определяется по следующей формуле:

F = А + B + C + D + E, где

А – амортизационные отчисления по научному оборудованию, участвующему в выполнении работ и оказании услуг, руб. в час;

В – затраты на содержание и обслуживание основного и вспомогательного оборудования, участвующего в выполнении работ и оказании услуг, руб. в час (затраты на содержание «чистых комнат», метрологическое обеспечение, сервисный ремонт и техобслуживание оборудования);

С – затраты на коммунальные услуги, в т.ч. на электроэнергию, руб. в час;

D – затраты на расходные материалы, руб. в час;

E – заработная плата оператора оборудования, руб. в час.

Широкоугольный черенковский детектор широких атмосферных ливней Тунка-133

Сдвоенный робот-телескоп в астрономическом павильоне МАСТЕР II на монтировке NTM-500

Широкоугольная черенковская установка TAIGA-HiSCORE (TAIGA)

Сцинтилляционная установка Tunka-Grande (TAIGA)

Установка TAIGA-MUON

Установка TAIGA-SCT (малые черенковские телескопы на кремниевых фотоумножителях)

Установка Tunka-Rex (TAIGA) для регистрации радиоизлучения широких атмосферных ливней

Установка TAIGA -IACT – сеть атмосферных черенковских телескопов

Планируемое время работы УНУ:

1. Тунка-133 – 390 часов
2. TAIGA- HiSCORE – 390 часов
3. TAIGA-IACT – 390 часов
4. Tunka-Grande – 8360 часов
5. TAIGA-MUON – 8360 часов
6. Tunka-Rex – 8360 часов
7. Сдвоенный робот-телескоп МАСТЕР-600 на монтировке NTM-500 – 1895 часов

Сведения о календарной загрузке научного оборудования за год

1. Тунка-133 – 370 часов
2. TAIGA- HiSCORE – 370 часов
3. TAIGA-IACT – 370 часов
4. Tunka-Grande – 7950 часов
5. TAIGA-MUON – 7950 часов
6. Tunka-Rex – 7950 часов
7. Сдвоенный робот-телескоп МАСТЕР-600 на монтировке NTM-500 – 1800 часов

Сведения о выполненных работах/оказанных услугах

Отчет о выполненных работах за 12 месяцев 2020 года

Описание результатов работ, выполненных (выполняемых) за счет средств субсидии

Введен в строй пилотный комплекс гамма-обсерватории TAIGA в полном объеме, проведена модернизация: вычислительной инфраструктуры, энергосистемы, системы синхронизации детекторов и установок на базе технологии WhiteRabbit и геофизического комплекса УНУ «Астрофизический комплекс МГУ-ИГУ», а также черенковской установки Tunka-133 с целью увеличения ее эффективной площади до 5 кв.км. Закуплены комплектующие для модернизации энергосистемы и изготовления широкоугольных камер.

Описание результатов работ, выполненных (выполняемых) за счет внебюджетных средств

Подготовлен проект и инфраструктура для включения в состав УНУ широкоугольных телескопов. Проведены штатные сеансы наблюдений осеннего сезона 2020 года с помощью действующих детекторов и установок УНУ, выполнены обработка и анализ полученных данных. Завершены работы по повышению чувствительности робот-телескопа MASTER, за счет создания нового робот-телескопа MASTER-600 с оптическими камерами диаметром 600 мм. Сделаны доклады на международных конференциях и опубликованы статьи в изданиях из 1 и 2 квартилей WoS.

Локальные нормативные акты, регулирующие деятельность УНУ

Информация о развитии центра

В 2011-2012 годах проведено дооснащение установки Тунка-133 новыми установками: радиоантеннами, сцинтилляционными детекторами и детекторами с пониженным энергетическим порогом для более тщательного изучения физических процессов. Данный комплекс установок – единственный в России проект, развитие которого поддерживается в рамках европейской программы ASPERA. Является крупнейшей в мире черенковской установкой ШАЛ для исследования космических лучей сверхвысоких энергий с эффективной площадью 1 кв.км и высоким энергетическим разрешением (15%). Телескоп системы МАСТЕР – это единственный в мире широкопольный телескоп, способный проводить многоцветные и поляризационные синхронные наблюдения гамма-всплесков, осуществлять поиск сверхновых звёзд. Установка ШАЛ-МГУ представляет собой сеть из более чем сорока детекторов электронно-фотонной компоненты ШАЛ площадью 1 кв. м каждый, расположенных на территории МГУ.

Существенной особенностью является то, что гамма-обсерватории TAIGA использует гибридный подход для изучения ШАЛ, что позволяет значительно уменьшить стоимость оборудования и начать исследования в новой энергетической области гамма-астрономии, что позволит получить приоритет в решении ряда задач астрофизики элементарных частиц. Важно, что стоимость создания установки во много раз меньше, чем затраты на реализацию проектов других установок большой площади CTA и LHAASO.
В рамках развития УНУ:

• планируется исследовать потоки гамма-излучения для известных источников в области энергии выше 30 ТэВ и сделать вывод о механизме генерации (адронном или лептонном) гамма-квантов в этих источниках, а также экспериментально проверить гипотезу о генерации протонами гамма-квантов сверхвысоких энергий в остатках сверхновых;
• планируется найти объекты, ускоряющие галактические космические лучи до энергий выше 1000 ТэВ (ПэВатроны), методом регистрации гамма-излучения;
• планируется получить новые данные о протяженных галактических источниках гамма-излучения в диапазоне 1 -20 ТэВ;
• планируется найти новые внегалактические источники гамма-излучения ТэВного диапазона. В диапазоне энергий 3-50 ТэВ будет установлена энергетическая зависимость величины поглощения гамма-квантов на межгалактическом фоне. Проведен поиск аксион-фотонных переходов;
• планируется восстановить энергетический спектр и массовый состав космических лучей в энергетическом диапазоне 2·10^14 – 2·10^16 эВ (важной области, где ожидается смена основных источников ускорения в Галактике) на наивысшем в мире уровне статистической обеспеченности;
• планируется изучить (или поставить предел на поток) диффузное гамма-излучение Галактики в области сотен ТэВ, аккумулирующее информацию о пространственном распределении источников космических лучей высоких энергий в Галактике, и о магнитогидродинамических параметрах среды Галактики на больших расстояниях от центра.
• планируется исследовать гамма-излучение в диапазоне энергий 3*10^14 – 10^18 эВ или поставить предел на его величину;
• планируется внести вклад в решение других задач астрофизики элементарных частиц.

Наиболее значимые научные результаты исследований (краткое описание):

1) Восстановлен по данным, полученным на Астрофизическом комплексе МГУ-ИГУ, с высокой точностью энергетический спектр первичных космических лучей в диапазоне в диапазоне энергий 6*10^15 – 10^18 эВ. Полученный спектр свидетельствует о существенно более сложной зависимости интенсивности космических лучей от энергии, чем предполагалось ранее. Спектр в этом диапазоне можно описать только степенной зависимостью с тремя различными показателями наклона.

2) Проведена интерпретация особенностей в энергетическом спектре космических лучей, полученных на установке Тунка-133, основанная на проведённых расчётах ускорения космических лучей в галактических остатках сверхновых различного типа и джетах ядер активных галактик.

3) С помощью телескопа МАСТЕР проведены фотометрические и поляризационные наблюдения оптического излучения гамма-всплесков и обзор неба с целью поиска оптических быстропеременных объектов.

4) По данным измерений на установке ШАЛ-МГУ получен дифференциальный энергетический спектр первичных космических лучей в области энергий 10^14-10^16 эВ, проведено взаимное сопоставление данных по измерению потока тепловых нейтронов, потока одиночных мюонов, электростатического поля атмосферы и мировых данных по солнечной активности.

5) Разработана численная программа для расчёта нелинейного процесса ускорения заряженных частиц на ударных волнах, возникающих при взрыве сверхновой звезды.

6) Разработана система для калибровки черенковского детектора установки Тунка-133.

Развитие этой установки позволит открыть «новое окно» как в физике космических лучей, так и в гамма-астрономии. Позволит начать исследования гамма-излучения сверхвысоких энергий, что станет важным вкладом в понимание многих фундаментальных проблем в физике высоких энергий и астрофизике.

Заявка на оказание услуг