Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Лаборатория астрофизики элементарных частиц и гамма-астрономии

Номер договора
14.B25.31.0010
Период реализации проекта
2013-2017

По данным на 01.11.2022

92
Количество специалистов
254
научных публикаций
7
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Ученые лаборатории занимаются решением фундаментальных проблем астрофизики элементарных частиц. В частности, ученые исследуют гамма-кванты. Преимущества гамма – квантов как носителя информации о самых мощных Галактических и метагалактических источниках энергии по сравнению с заряженными космическими лучами, связаны с тем, что гамма – кванты сохраняют направление движения на источник, а по сравнению с нейтрино – относительную простоту их регистрации.

Название проекта: Гамма-астрономия мульти-ТэВных энергий и происхождение галактических космических лучей

Цели и задачи

Направления исследований: Астрофизика элементарных частиц, гамма- и нейтринная астрономия, физика космических лучей высоких энергий, науки о Земле

Цель проекта: Изучение фундаментальных проблем астрофизики элементарных частиц и гамма-астрономии

Практическое значение исследования

Научные результаты:

  • Разработаны несколько десятков новых методов исследования космических лучей и гамма-излучения сверхвысоких энергий путем регистрации черенковского и радиоизлучения ШАЛ, а также заряженной компоненты ШАЛ. Эти методы внедрены при проведении измерений, обработке и анализе данных, получаемых в Тункинском астрофизическом центре коллективного пользования.
  • Получен большой объем экспериментальных данных о космических лучах, о гамма-излучении Крабовидной туманности и сверхновой Тихо Браге в области сверхвысоких энергий, о многих транзиентных источниках с катастрофическим выделением энергии и т. д.
  • Восстановлены с высокой точностью энергетический спектр и массовый состав космических лучей в области энергий 0,1–1000 ПэВ, изучен процесс формирования гамма-всплесков и образования килоновых при слиянии нейтронных звезд, получены оценки массы и энергии выбрасываемой оболочки и определен сценарий формирования вспышек яркой красной новой и т. д. Эти результаты опубликованы в 133 научных изданиях, индексируемых в базах данных Web of Science и Scopus, в том числе в таких высокорейтинговых журналах, как Nature, The Astrophysical Journal, Physics Letters B и др.
  • Завершена первая стадия строительства гамма-обсерватории TAIGA с наивысшей чувствительностью среди аналогичных устройств для исследования природных потоков и источников гамма-квантов сверхвысоких энергий и исследования космических лучей в области энергий 0,1–1000 ПэВ.

Внедрение результатов исследования:

  • Разработан и введен в строй первый современный российский атмосферный черенковский телескоп установки TAIGA-IACT с диаметром зеркала 4,3 м и камерой на базе 547 ФЭУ, регистрирующей изображение ШАЛ.
  • Разработаны низкопороговые черенковские оптические станции установки TAIGA-HiSCORE.
  • Разработаны и испытаны в натурных условиях специализированные мюонные счетчики установки TAIGA-Muon.
  • Построена и введена в режим постоянного набора данных установка Tunka-Grande на базе 380 сцинтилляционных счетчиков.
  • Создана новая установка Tunka-Rex для исследования космических лучей методом регистрации радиоизлучения ШАЛ.

Образование и переподготовка кадров:

  • Подготовлены и защищены 8 кандидатских диссертаций.
  • Для 28 аспирантов и студентов лаборатории организованы стажировки в ведущих научных центрах России и мира.
  • Для 26 молодых ученых из внешних организаций в лаборатории проведена профессиональная переподготовка/повышение квалификации.
  • Изданы 3 монографии: «Феномен комплексов активности на Солнце», «Спутниковое декаметровое радиозондирование ионосферных неоднородностей», «Математическое моделирование характеристик сигнала в возмущенном информационном канале».
  • Разработаны и внедрены в учебный процесс 26 курсов, в том числе: «Астрофизика высоких энергий», «Нейтринная астрофизика», «Методы радиозондирования неоднородных сред», «Физика Солнечной системы», «Экспериментальные методы в гелиофизике», «Внешние воздействия на функционирование электронных систем», «Специальные вопросы космической радиофизики».
  • Разработаны 8 учебных пособий, в том числе: «Оптические методы наблюдений в астрофизике», «Компьютерное моделирование физических процессов», «Молекулярная физика и термодинамика».
  • Проведена конференция «The Lake Baikal Three Messenger Conference» (2016 г.).
  • Проведены 6 научных школ: «International Scientific Baikal Summer School on Physics of Elementary Particles and Astrophysics (2014–2017 гг.), «Байкальская школа фундаментальной физики» (2015, 2017 гг.).

Организационные и инфраструктурные преобразования:

На базе лаборатории создан Тункинский астрофизический центр коллективного пользования (ТАЦКП) с уникальной установкой «Астрофизический комплекс МГУ-ИГУ для исследования космических лучей сверхвысоких энергий и транзиентных явлений в ближнем и дальнем космосе».

Другие результаты:

Лаборатория вносит существенный вклад в создание глубоководного нейтринного телескопа Baikal-GVD и Байкальский нейтринный проект, ведет широкий круг междисциплинарных исследований процессов в водной среде озера Байкал, подстилающей литосфере, атмосфере и ионосфере.

Сотрудничество:

  • Туринский университет (Италия), Гамбургский университет, Институт Макса Планка (Германия), Институт космических наук (Румыния), Международная межправительственная научно-исследовательская организация «Объединенный институт ядерных исследований», Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Институт ядерных исследований Российской академии наук, Институт Земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова Российской академии наук, Алтайский государственный университет (Россия): совместные исследования.
  • Немецкий электронно-синхротронный центр, Институт технологий (Германия), Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына (Россия): совместные исследования, студенческие обмены.

Скрыть Показать полностью
Abbotte B.P. et al
A Gravitational-Wave Standard Siren of the Hubble constant. Nature 551(7678): 85–88 (2017).
Budnev N. et al.
The TAIGA Experiment: From Cosmic-ray to Gamma-ray Astronomy in the Tunka Valley. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 845: 330–333 (2017).
Gress O. et al.
The Wide-Aperture Gamma-ray Telescope TAIGA-HiSCORE in the Tunka Valley: Design, Composition and Commissioning. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 845: 367–372 (2017).
Apel W. D. et al.
A Comparison of the Cosmic-Ray Energy Scales of Tunka-133 and KASCADE-Grande Via Their Radio Extensions Tunka-Rex and LOPES. Physics Letters B 763: 179–185 (2016).
Bezyazeekov P.A. et al.
Radio Measurements of the Energy and the Depth of the Shower Maximum of Cosmic-Ray Air Showers by Tunka-Rex. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 2016(1): 52 (2016).
B. P. Abbott et al.
Multi-messenger Observations of a Binary Neutron Star Merger // The Astrophysical .Journal Letter 2017. –V.848. -No.2. –P. L12-L70.. DOI: 10.3847/2041-8213/aa91c9 Impact factor 8.811
Kuzmichev L. Cherenkov
EAS arrays in the Tunka astrophysical center: From Tunka-133 to the TAIGA gamma and cosmic ray hybrid detector / L. Kuzmichev, I. Astapov, P. Bezyazeekov, A. Borodin, M. Brückner, N. Budnev et al. // Nucl.Instrum.Meth. A952 (2020) 161830. DOI: 10.1016/j.nima.2019.01.056
Budnev N.M.
The primary cosmic-ray energy spectrum measured with the Tunka-133 array /N.M. Budnev, A. Chiavassa, O.A. Gress, T.I. Gress, A.N. Dyachok et al. // Astropart.Phys. 117 (2020) 102406 https://doi.org/10.1016/j.astropartphys.2019.102406
Vladimir M. Lipunov et al
MASTER Real-Time Multi-Message Observations of High Energy Phenomena // Universe 2022, -V.8, -P 271-300. https://doi.org/10.3390/universe8050271
N. Budnev et al
(TAIGA-collaboration) TAIGA—A hybrid array for high energy gamma-ray astronomy and cosmic-ray physics. /N. Budnev, I. Astapov, P. Bezyazeekov, E. Bonvech // NIM 2022. –V. 1039, -P.167047 https://doi.org/10.1016/j.nima.2022.167047
Фотоальбомы
Вторник , 03.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория кристаллофотоники

Санкт-Петербургский государственный университет - (СПбГУ)

Физика

Санкт-Петербург

Стомпос Константинос

Греция

2022-2024

Лаборатория детекторов синхротронного излучения

Томский государственный университет (НИУ) - (ТГУ)

Физика

Томск

Шехтман Лев Исаевич

Россия

2022-2024

Лаборатория «Квантовая инженерия света»

Южно-Уральский государственный университет (НИУ) - (ЮУрГУ (НИУ))

Физика

Челябинск

Кулик Сергей Павлович

Россия

2022-2024