Проект 1.11. «Разработка низкофонового нейтринного детектора для геофизических исследований»

Разработаны требования к большому сцинтилляционному детектору, расположенному глубоко под землей, для целей регистрации геонейтрино.

Г.В.Домогацкий, В.И.Копейкин, Л.А.Микаэлян, В.В.Синев, «Нейтринная геофизика на Баксане: возможность регистрации антинейтрино от геореактора»

Ядерная физика, т.68, №1, 2005, с.69-72

Ядерная физика, т.69, №1, 2005, с.43-50

Ядерная физика, т.68, №2, 2005, с.234-236

ФИАН, ИЗМИРАН, ИКФИА СО РАН, ИСЗФ СО РАН,

1. В течение всего года проводилась наземная регистрация КЛ с минутным временным разрешением и представлением результатов в реальном времени в Интернете в цифровом и графическом виде (ст. Апатиты, Баренцбург, Москва, Иркутск, Якутск, Норильск, Тикси, Новосибирск) или передачи данных в ИЗМИРАН по электронной почте (ст. Магадан, мыс Шмидта, Баксан) с дальнейшим представлением на http://cr0.izmiran.rssi.ru/common/links.htm. Получено распределение пространственно-временных вариаций плотности естественного космического излучения с энергией 3-30 ГэВ в околоземном пространстве на основе непрерывного наземного мониторинга КЛ российской сетью нейтронных мониторов (НМ). Проведена дальнейшая модернизации российской сети станций космических лучей.

3. На основе анализа временных вариаций параметров жесткостного спектра КЛ в периоды экстремальных событий 2003 и 2004 гг. подтверждено, что по эффектам в КЛ возможно получать информацию о напряженности крупномасштабного магнитного поля гелиосферы и магнитных облаков, о временных вариациях напряженности магнитных полей и размерах структур, в которых происходят эти вариации, а также о напряженности поляризационных электрических полей, возникающих при распространении пучков ускоренных частиц в неоднородных полях солнечной короны и гелиосферы.

4. На основе анализа данных НМ в периоды с разной полярностью общего магнитного поля Солнца получено, что только при отрицательной полярности проявляется годовая модуляция северо-южной анизотропии КЛ. Установленное поведение анизотропии качественно согласуется с дрейфовым механизмом модуляции ГКЛ.

7. Создан прототип системы реального времени, позволяющей собирать и обрабатывать данные НМ, представляя в Интернет поведение основных характеристик КЛ, вместе с другими параметрами космической погоды (рентгеновские вспышки, потоки протонов и электронов, характеристики околоземной межпланетной среды, индексы геомагнитной активности). Продолжался непрерывный мониторинг возмущений КЛ и солнечного ветра на основе данных системы реального времени, оперативное составление списка текущих событий и их предварительный анализ.

8. Создана база данных протонных событий 1975-2004 гг., объединяющая рентгеновские измерения спутников GOES со спутниковыми измерениями протонов и наземными наблюдениями солнечных КЛ. Выделены межпланетные возмущения и соответствующие транзиентные эффекты в КЛ (Форбуш-эффекты) для 1966-1967 и 2002-2003 гг. и в отдельные месяцы 2004 г. Теперь в создаваемом в ИЗМИРАНе каталоге Форбуш-эффектов и межпланетных возмущений собрано около 4500 событий за 4 цикла солнечной активности.

.

1. Белов А.В., Байсултанова Л.М., Ерошенко Е.А., Мавромичалаки Е., Пчелкин В.В., Янке В.Г. Необычно большой магнитосферный эффект в космических лучах 20 ноября 2003 г. Изв. РАН, сер. физ., 2005, т. 69, № 6, 857-860.

2. Белов А.В., Гущина Р.Т., Обридко В.Н., Шельтинг Б.Д., Янке В.Г. Прогноз вариаций галактических космических лучей в следующем солнечном цикле на основе различных магнитных наблюдений. Геомагнетизм и аэрономия, 2005, т. 45, № 2, 155-161.

3. Белов А.В., Гущина Р.Т., Обридко В.Н., Шельтинг Б.Д., Янке В.Г. Прогноз и эпигноз долгопериодных вариаций космических лучей на основе различных индексов солнечной активности. Изв. РАН, сер. физ., 2005, т. 69, № 6, 890-892.

4. Белов А.В., Ерошенко Е.А., Мавромичалаки Е., Янке В.Г. Протонное событие 23 февраля 1956 г. по данным нейтронных мониторов. Изв. РАН, сер. физ., 2005, т. 69, № 6, 804-807.

5. Белов А.В., Ерошенко Е.А., Янке В.Г. Исключительно большое наземное возрастание солнечных космических лучей 23 февраля 1956 г. по данным нейтронных мониторов. Геомагнетизм и аэрономия, 2005, т. 45, № 3, 359-372.

6. Белов А.В., Ерошенко Е.А., Янке В.Г. События октября-ноября 2003 г. в наземных наблюдениях космических лучей. Геомагнетизм и аэрономия, 2005, т. 45, № 1, 51-57.

7. Григорьев В.Г., Стародубцев С.А., Кривошапкин П.А., Чупрова В.П., Григорьев А.В. Распределение космических лучей и турбулентность МГД-волн в октябре-ноябре 2003 г. Изв. РАН, сер. физ., 2005, т. 69, № 6, 829-831.

8. Дворников В.М., Сдобнов В.Е., Луковникова А.А., Юдина М.В. Модуляция космических лучей регулярными электромагнитными полями гелиосферы в периоды солнечных протонных событий. Изв. РАН, сер. физ., 2005, т. 69, № 6, 821-824.

9. Дворников В.М., Сдобнов В.Е., Юдина М.В. Вариации жесткостного спектра и анизотропии космических лучей в октябре-ноябре 2003 г. Изв. РАН, сер. физ., 2005, т. 69, № 6, 825-828.

10. Дворников В.М., Сдобнов В.Е., Юдина М.В., Белов А.В., Ерошенко Е.А., Янке В.Г., Крякунова О.Н. Вариации планетарной системы жесткостей геомагнитного обрезания космических лучей в октябре-ноябре 2003 г. Геомагнетизм и аэрономия, 2005, т. 45, № 1, 58-63.

11. Ермолаев Ю.И., Зеленый Л.М., Застенкер Г.Н. и др. Год спустя: солнечные, гелиосферные и магнитосферные возмущения в ноябре 2004 г. Геомагнетизм и аэрономия, 2005, т. 45, № 1, 1-41.

12. Карпов С.Н., Вашенюк Э.В., Волченко В.И. и др. События GLE 23-го цикла солнечной активности по данным Баксанских ливневых установок Андырчи и Ковер и нового Баксанского нейтронного монитора. Изв. РАН, сер. физ., 2005, т. 69, № 6, 796-799.

13. Крымский Г.Ф., Кривошапкин П.А., Григорьев В.Г. Расчет коэффициентов связи для наземных и подземных мюонных телескопов. Изв. РАН, сер. физ., 2005, т. 69, № 6, 911-913.

14. Тясто М.И., Данилова О.А., Птицына Н.Г. и др. Магнитосферный эффект космических лучей в период геомагнитных бурь. Изв. РАН, сер. физ., 2005, т. 69, № 6, 861-864.

15. Филлипов А.Т., Кривошапкин П.А., Тимофеев В.Е. и др. Анализ возрастаний солнечных энергичных частиц в октябре - ноябре 2003 г. Изв. РАН, сер. физ., 2005, т. 69, №6, 812-814.

16. Филлипов А.Т., Тимофеев В.Е. Вспышка солнечных энергичных частиц 20 января 2005 года. Вестник ЯГУ, 2005, т. 2, № 2, 78-80.

17. Филлипов А.Т., Тимофеев В.Е. Вспышки солнечных энергичных частиц с Е>1 ГэВ в октябре-ноябре 2003 г. Вестник ЯГУ, 2005, т. 2, № 1, 107-110.

18. Хибер Б., Струминский А.Б. Свойства солнечных протонных событий на больших гелиоцентрических расстояниях около эклиптики. Изв. РАН, сер. физ., 2005, т. 69, № 6, 792-795.

19. Хомутов С.Ю., Янчуковский В.Л. Роль комплексных геофизических обсерваторий как центров мониторинга при изучении взаимодействий процессов в околоземном космическом пространстве, магнитосфере, ионосфере, атмосфере и литосфере Земли. Труды II Международного симпозиума «Активный геофизический мониторинг литосферы Земли». Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2005, 128-131.

20. Belov A., Baisultanova L., Eroshenko E., Mavromichalaki H., Yanke V, Pchelkin V, Plainaki C., Mariatos G. Magnetospheric effects in cosmic rays during the unique magnetic storm on November 2003. JGR, 2005, v. 110, A09S20, doi:10.1029/2005JA011067.

21. Belov A.V., Dorman L.I., Gushchina R.T., Obridko V.N., Shelting B.D., Yanke V.G. Prediction of expected global climate change by forecasting of galactic cosmic ray intensity time variation in near future based on solar magnetic data. Adv. Space Res., 2005, v. 35, issue 3, 491-495.

22. Belov A., Eroshenko E., Yanke V.G., et al. Space weather research: the connection between satellite malfunction data and ray activity indices. International Journal of Modern Physics A, 2005, v. 20, No. 29, 6675-6678.

23. Karpov S.N., Karpova Z.M., Petkov V.B., et al. New neutron monitor in Baksan valley. International Journal of Modern Physics A, 2005, vol. 20, No. 29, 6696-6699.

24. Mariatos G., Mavromichalaki H., Sarlanis C., et al. An alert system for ground level enhancements. International Journal of Modern Physics A, 2005, v. 20, No. 29, 6711-6714.

25. Miroshnichenko L.I., Klein K.-L., Trottet G., et al. Electron acceleration and relativistic nucleon production in the 2003 solar event. Adv. Space. Res., 2005, v. 35, 1864-1870, doi:10.1016/jasr200502041.

26. Miroshnichenko L.I., Klein K.-L., Trottet G., et al. Relativistic nucleon and electron production in the 2003 October 28 solar event. JGR, 2005, v. 110, A09S08, doi:10.1029/2004JA10938.

27. Perez-Peraza J., Gallegos-Cruz A., Vashenyuk E.V., et al. Relativistic proton production at the Sun in the October 28th, 2003 solar event. Adv. Space Res., 2005, doi:10.1016/jasr200501082.

28. Vashenyuk E.V., Balabin Yu.V., Perez-Peraza J., et al. Some features of relativistic particles at the Sun in the solar cycles 21-23. Adv. Space Res., 2005, doi:10.1016/jasr200505012.
Сданные в печать в 2005 г. работы по разделу «Наземный мониторинг»

1. Белов А.В., Гущина Р.Т., Ерошенко Е.А. и др. Оценка долговременной стабильности детекторов мировой сети нейтронных мониторов. Геомагнетизм и аэрономия.

2. Дворников В.М., Кравцова М.В., Луковникова А.А. и др. Вариации параметров межпланетной среды и изменения жесткостей геомагнитного обрезания космических лучей в ноябре 2004 г. Труды VIII Конференции молодых ученых «Астрофизика и физика околоземного космического пространства», Иркутск, БШФФ 2005.

3. Дворников В.М., Кравцова М.В., Сдобнов В.Е. Ускорение космических лучей в гелиосфере. Труды VIII Конференции молодых ученых «Астрофизика и физика околоземного космического пространства», Иркутск, БШФФ 2005.

4. Дворников В.М., Кравцова М.В., Луковникова А.А., Сдобнов В.Е. Вариации параметров межпланетной среды и изменения жесткостей геомагнитного обрезания космических лучей в ноябре 2004 г. Труды VIII Конференции молодых ученых «Астрофизика и физика околоземного космического пространства», Иркутск, БШФФ 2005.

5. Дворников В.М., Кравцова М.В., Сдобнов В.Е. Ускорение космических лучей в гелиосфере. Труды VIII Конференции молодых ученых «Астрофизика и физика околоземного космического пространства», Иркутск, БШФФ 2005.

6. Крымский Г.Ф. Широтное распределение космических лучей в электростатической модели гелиосферы. Доклады Академии наук, 2005.

7. Крымский Г.Ф., Кривошапкин, Мамрукова В.П., Герасимова С.К. Влияние дрейфового механизма на модуляцию космических лучей. Геомагнетизм и аэрономия, 2005.

8. Крымский Г.Ф., Кривошапкин П.А., Мамрукова В.П., Герасимова С.К. Влияние нейтральной поверхности ММП на северо-южную анизотропию космических лучей. Геомагнетизм и аэрономия, 2005.

9. Янчуковский В.Л. Экстремальное возрастание солнечной активности в ноябре 2004 года по данным мониторинга космических лучей в Новосибирске. Труды VIII Всероссийской конференции «Современные методы математического моделирования природных и антропогенных катастроф». Кемерово, 2005.

10. Baisultanova L., Belov A., Buetikofer R., et al. Geomagnetic effects on cosmic rays during the very strong magnetic storms in November 2003 and November 2004. Proc. 29th ICRC, Pune, India, 2005.

11. Baisultanova L., Belov A., Buetikofer R., et al. Variations of geomagnetic cutoff rigidities during the series of geomagnetic storms in January 2005: observations and modeling. Proc. 29th ICRC, Pune, India, 2005.

12. Belov A., Buetikofer R., Eroshenko E.A., et al. Frequency of Forbush effects as an index of solar activity. Proc. 29th ICRC, Pune, India, 2005.

13. Belov A., Gushchina R., Eroshenko E., et al. Estimates of longtime detector stability of the worldwide neutron monitor network. Proc. 29th ICRC, Pune, India, 2005.

14. Belov A., Gushchina R., Obridko V., et al. The relation of the global magnetic solar field indices and the solar wind characteristics with the long-term variations of galactic cosmic rays. Proc. 29th ICRC, Pune, India, 2005.

15. Belov A., Gushchina R., Obridko V., Shelting B., Yanke V. Long-term variations of galactic cosmic rays in the past and future from observations of various solar activity characteristics. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 2005.

16. Eroshenko E., Belov A., Mavromichalaki H., et al. Ground level enhancement of the solar cosmic rays on January 20, 2005. Proc. 29th ICRC, Pune, India, 2005.

17. Karpov S.N., Karpova Z.M., Balabin Yu.V., et al. Study of GLE events with use of the EAS-array data. Proc. 29th ICRC, Pune, India, 2005.

18. Karpov S.N., Karpova Z.M., Petkov V.B. et al. New neutron monitor station in Baksan valley. International Journal of Modern Physics A, 2005.

19. Karpov S.N., Miroshnichenko L.I., Vashenyuk E.V. The muon bursts with energy > 200 GeV during GLE events of 21-23 solar activity cycles. Proc. 29th ICRC, Pune, India, 2005.

20. Krymsky G.F., Krivoshapkin P.A., Grigoryev V.G., Gerasimova S.K. Coupling coefficients for the ground and underground muon detectors. Proc. 29th ICRC, Pune, India, 2005.

21. Krymsky G.F., Krivoshapkin P.A., Mamrukova V.P., Gerasimova S.K. North-south anisotropy of cosmic rays and the IMF neutral surface. Proc. 29th ICRC, Pune, India, 2005.

22. Krymsky G.F., Krivoshapkin P.A., Mamrukova V.P., Gerasimova S.K. The 11-year modulation of density and the annual variation in the north-south cosmic ray anisotropy at different phases of a solar magnetic cycle. Proc. 29th ICRC, Pune, India, 2005.

23. Starodubtsev S.A., Turpanov A.A., Kudela K., et al. Real-time cosmic ray distributed (RECORD) database: A status report. Proc. 29th ICRC, Pune, India, 2005.

24. Struminsky A. On possibility of prolonged two step production of high energy neutrons during the solar flare on 28 October 2003. Proc. 29th ICRC, Pune, India, 2005.

25. Struminsky A. Variations of solar proton spectrum during the ground level enhancement on 2005 January 20. Proc. 29th ICRC, Pune, India, 2005.

26. Timofeev V.E., Filippov A.T. Solar cosmic rays in October-November 2003 and the particle acceleration by shocks in interplanetary medium in the October 28, 2003 event. Proc. 29th ICRC, Pune, India, 2005.

27. Timofeev V.E., Krivoshapkin P.A., Grigoryev V.G., et al. Increase of the solar energetic particle flux on January 20, 2005. Proc. 29th ICRC, Pune, India, 2005.

28. Timofeev V.E., Miroshnichenko L.I., Samsonov S.N., et al. Synchronous manifestations of 160-min pulsations in the atmospheric pressure at widely separated stations. Proc. 29th ICRC, Pune, India, 2005.

29. Vashenyuk E.V., Balabin Yu.V., Gvozdevsky B.B., et al. Energetic solar particle dynamics during 28 October, 2003 GLE. Proc. 29th ICRC, Pune, India, 2005.

30. Vashenyuk E.V., Balabin Yu.V., Gvozdevsky B.B., et al. Relativistic solar cosmic rays in January 20, 2005 event. Proc. 29th ICRC, Pune, India, 2005.

31. Yanke V., Bazhutov Yu., Bazhutova S., et al. Scintillation spectrometric super-telescope IZMIRAN for cosmic ray muons monitoring and new particles search. Proc. 29th ICRC, Pune, India, 2005.

32. Yanke V., Belov A., Eroshenko E., et al. An alert system for ground level enhancements. Proc. 29th ICRC, Pune, India, 2005.

33. Yanke V., Sarlanis C., Souvatzoglou G., et al. System of data accumulation for multidirectional muon telescopes and hodoscopes. Proc. 29th ICRC, Pune, India, 2005.

Дипломная работа- 5(ЯГУ ФТИ).

Курсовая работа –1 (ЯГУ ФТИ)

Сдан 1 кандидатский экзамен (ИЗМИРАН)

Сдано 3 экзамена в аспирантуру (ИЗМИРАН).

Зачислен один молодой специалист (ИЗМИРАН), имеется 1 аспирант (ИКФИА).

Читаются лекции в Якутском государственном университете 4 курса

для студентов 4 и 5 курсов физического и радиотехнического факультетов.

Опубликовано - 28 статей, сдано в печать - 31 работа,

Сделан - 41 доклад на 5 конференциях, из них 1 - приглашенный.
3. Участие в конференциях:

1). 29-я Международная конференция по космическим лучам, Пуне,

India, 3-10 August 2005г. (19 докладов).

2). Международный симпозиум «Экстремальные солнечные события:

фундаментальная наука и прикладные аспекты» (SEE-2005),

Нор-Амберд, Армения, 26-30 сентября 2005 г. (7 докладов).

3). Всероссийская конференция «Экспериментальные и теоретические

исследования основ прогнозирования гелиогеофизической активности»,

ИЗМИРАН, Троицк, 10 - 15 октября 2005 г. (12 докладов).

4). VIII Всероссийская конференция с участием иностранных ученых

«Современные методы математического моделирования природных

и антропогенных катастроф». Кемерово. 2005г. (1 доклад).

5). VIII Конференция молодых ученых «Астрофизика и физика

околоземного космического пространства», Иркутск, БШФФ 2005г. (1 доклад).

1). Для выполнения регулярных наблюдений силами сотрудников Долгопрудненской научной станции ФИАН (ДНС ФИАН) были изготовлены радиозонды в количестве 650 шт., проведена градуировка детекторов. Во время работы 50-ой Российской Антарктической экспедиции (2004-2006 гг.) в обсерватории Мирный была проведена замена приемной аппаратуры. Подготовлены и отправлены в Антарктиду научные приборы и необходимое оборудование для проведения измерений в 51-й Российской Антарктической экспедиции (2005-2007 гг.). Для проведения работ в обсерватории Мирный в начале ноября с.г. в Антарктиду отправлен сотрудник ФИАН.

Разработан новый стенд для градуировки телескопов и начаты работы по его изготовлению. Начаты работы по замене стандартного датчика давления (с барографической коробкой) на электронный датчик, выполненный в виде микросхемы.

2). Продолжен непрерывный и однородный ряд данных о потоках галактических КЛ, начиная с 1957 г. по настоящее время. В результате обработки данных получены среднемесячные значения первичных потоков КЛ, падающих на границу атмосферы (частицы с энергией Е>0.1 ГэВ и частицы с 0.1

3). Были зарегистрированы вторжения солнечных протонов 18 и 20-21 января и 8-9 сентября 2005 г. Если учесть, что в последние годы наблюдался спад солнечной активности, и что в 2004 г. не было зарегистрировано ни одного солнечного протонного события в стратосфере, нужно признать, что в 2005 г. наблюдался необычный всплеск солнечной протонной активности. Событие 20 января 2005 г. по мощности занимает 2-ое место за последние 50 лет после события 23 февраля 1956 г.

За первое полугодие 2005 г. было зарегистрировано 7 случаев высыпаний магнитосферных электронов в Мурманской области. Это число высыпаний близко к ожидаемому на фазе спада солнечной активности.

4). Совместный анализ данных, полученных по КЛ в атмосфере Земли, и данных по радиоизотопам С-14 и Ве-10, образуемым в атмосфере космическими лучами, показал, что основным фактором, влияющим на концентрацию радиоактивных изотопов, измеряемых в полярных льдах и кольцах деревьев, является воздействие атмосферных процессов (уровень осадков, направление и скорость ветра). Потоки КЛ по нашим измерениям в северной и южной полярных шапках одинаковы, а концентрации, например, Ве-10 в кернах северного и южного полярного льда отличаются ~ в 3 раза.

5). Проведены численные расчеты по 3-мерному МГД моделированию солнечной вспышки 27 мая 2003 г. и их сравнение с распределением яркостной температуры радиоизлучения, полученного на радиотелескопе ССРТ (Иркутск). Показано, что освобождение энергии произошло в токовом слое (ТС) над активной областью АО 0365. Положения вспышки, найденные при помощи МГД моделирования и радионаблюдений (положения максимума плотности тока в токовом слое и максимума интенсивности радиоизлучения) совпадают с хорошей точностью ~ 1^o. Впервые в численном МГД моделировании использовались карты фотосферного магнитного поля, а не их аппроксимация локальными источниками – диполями или зарядами.

6). Подготовлен к запуску совместный российско-итальянский прибор – спектрометр ПАМЕЛА, включающий в себя нейтронный детектор, который был разработан и изготовлен силами сотрудников ДНС ФИАН в рамках данной программы. Выполнены все необходимые предполетные проверочные работы. В настоящее время спектрометр ПАМЕЛА находится в составе научной аппаратуры космического аппарата, запуск которого планируется провести в 1-ом квартале 2006 г. Предполагаемый объем экспериментальных данных, который будет поступать от спектрометра ПАМЕЛА, составит 5-10 Гбайт/сутки. Прием и анализ такого огромного массива данных требует создания специального вычислительного комплекса с соответствующим программным обеспечением. В 2005 г. проводились подготовительные работы в этом направлении.