Ярославский государственный университет им. П.Г.Демидова
тел./ факс: +7(4852) 79-77-51
Научная деятельность Документы Подразделения Молодежная наука

МИФИ и ЯрГУ: объединенные «ПАМЕЛОЙ»

06/10/2017
МИФИ и ЯрГУ: объединенные «ПАМЕЛОЙ»

С 2013 года в ЯрГУ идет работа над проектом «Изучение механизма генерации античастиц в Галактике по данным международного космофизического эксперимента «ПАМЕЛА»». С ярославскими физиками сотрудничают специалисты МИФИ. О том, как проходит совместная работа, рассказывает Андрей МАЙОРОВ, канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры экспериментальной ядерной физики и космофизики МИФИ.

Я работаю в проекте «ПАМЕЛА» с 2007 года. Это международный космический эксперимент, который проводится с помощью магнитного спектрометра «ПАМЕЛА». Он был создан коллаборацией ученых России, Италии, Швеции, Германии. Основная задача «ПАМЕЛЫ» - измерение спектров античастиц высоких энергий в космическом излучении.

Вычислительные и человеческие ресурсы

«ПАМЕЛА» требует значительных вычислительных ресурсов, поскольку в ходе эксперимента мы получаем огромные объемы данных. За всё время проведения измерений на орбите зарегистрировано более двух с половиной миллиардов событий, получено более 16 Терабайт экспериментальной информации. Человеческие ресурсы тоже важны: нужно грамотно написать программу, обработать и проанализировать данные. Спустя несколько лет после начала эксперимента возникла идея приобщить к нашей работе сотрудников ЯрГУ им. П.Г. Демидова. Я предложил привлечь Ольгу Дунаеву, канд. ф.-м. н., доцента кафедры вычислительных и программных систем факультета ИВТ ЯрГУ, с которой мы учились в 33-й школе г. Ярославля. Мы – МИФИ и ЯрГУ - подали заявку на грант РНФ, победили и теперь работаем вместе по проекту «ПАМЕЛА». Нам показалось интересным разбавить экспериментальные исследования: предложить новые теоретические положения на основе новых данных. Александр Васильевич Кузнецов, д. ф.-м. н., профессор кафедры теоретической физики ЯрГУ, собрал свою группу, в которой работает еще один приглашенный специалист из МИФИ - к. ф.-м. н. Александр Александрович Кириллов. Они занимаются интерпретацией наших данных.

Изучение космических лучей

Какие же данные мы обрабатываем и интерпретируем? Прибор «ПАМЕЛА» регистрирует электроны, позитроны, протоны, антипротоны, легкие ядра и их изотопы в космическом излучении. Прибор был очень удачно выведен на орбиту; условия орбиты позволяют регистрировать одновременно все компоненты космических лучей: галактическую, солнечную, компоненты в околоземном пространстве. Основная задача была связана с изучением галактических лучей. Чем они интересны? Например, поиском античастиц в космических лучах: позитронов и антипротонов. Их нет в звездах, а ведь именно звезды - основной источник космических лучей. Эти античастицы образуются в результате взаимодействия космических лучей с межзвездной средой. Их поток можно вычислить, и такие расчеты были сделаны. Но эксперимент «ПАМЕЛА» показал, что расчеты и данные, которые мы получили, не совпадают: потоки позитронов и антипротонов оказались выше предсказываемого. Превышение в позитронах ассоциируют сегодня с темной материей: считается, что темная материя – это дополнительный источник позитронов, с этих позиций мы и объясняем данные «ПАМЕЛА». 











Фото: Павел Комаров ИТАР-ТАСС 

Вклад ярославской группы

Обработка экспериментальных данных – очень сложный процесс. Нужно обработать эти данные надежными критериями отбора, после чего можно сказать, какую частицу мы идентифицировали: позитрон, или электрон, или что-то еще. Надежные критерии – это жесткие критерии. В этом случае данные достоверны, зато событий остается немного. Ослабляя критерии, мы рискуем допустить ошибку в идентификации частицы, зато событий будет больше. Но существуют специальные математические методы, которые позволяют ослабить критерии отбора, но вместе с тем максимально увеличить эффективность идентификации событий. Этими математическими методами как раз и занимается ярославская группа. Они основаны на обучающих алгоритмах. Сначала моделируется прохождение частиц нужного сорта через прибор. Отклик прибора дает нам обучающую выборку, которая является эталоном – отклик на конкретный тип частиц.  Затем алгоритм, обученный на известных данных, выбирает из экспериментальных данных события, которые схожи с теми, что есть в моделировании. Если взаимодействие частиц совпадает по двум-трем параметрам, но различается по четвертому-пятому, человек может это упустить, а машина обязательно заметит.

Движение вперед

Эти методы позволят нам продвинуться вперед по энергии и проверить интересную особенность позитронов, которую обнаружил другой международный орбитальный проект - детекторный комплекс AМS-02.  Имея данные наблюдений за 10 лет, мы надеемся, что сможем продвинуться до энергии порядка 500 гигаэлектронвольт и посмотреть, действительно ли AMS-02 видит этот спад. Это очень важно для понимания картины мира. Жизнь показывает, что данных одного эксперимента иногда оказывается недостаточно. Очень часто эксперименты могут ошибаться. Но когда два эксперимента подтверждают один и тот же результат, доверие к нему возрастает.

 

ВКонтакт Facebook Google Plus Одноклассники Twitter Яндекс Livejournal Liveinternet Mail.Ru

Возврат к списку


Декабрь 2023
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
27 28 29 30
18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30 31
Управление научных исследований и инноваций (УНИ) ЯрГУ

+7(4852) 79-77-51
nis@uniyar.ac.ru

Ярославль,
ул. Советская, 14, к. 305
посмотреть на карте

Управление молодежного предпринимательства (УМП) ЯрГУ

+7(4852) 788-508
oi@uniyar.ac.ru

Ярославль,
ул. Комсомольская, 3, к. Лаборатория Делоне (вход с ул. Первомайской)
посмотреть на карте


Время работы

с 8:30 до 17:30,
обед с 12:30 до 13:30