Ашот Чилингарян,Директор Национальной лаборатории Армении

им. А. Алиханяна

Михаил Панасюк,Директор НИИ ядерной физики МГУ им. Д. Скобельцына

Космические лучи: от Арагаца к космическим орбитам. Этапы российско – армянского сотрудничества

Galactic Cosmic Rays

\Галактика

Космические лучи

Cosmic rays : nuclei

~1015eV

1020

109

Direct methods EAS

Космические лучи: ядра

100 км

15 км

0 км

SN 1987

Ускорение на ударных волнахFermi 1949, Krymsky 1977, Bell 1978,....

Ударная волна

Ускоренныечастицы

Энрико Ферми

Founders of the Yerevan Phusics Institute (1942) Abram (left) and

Artem Alikhanyans

Арагац,Нор- Арберт

3200 м

Donkeys transporting physical equipment - 1946

Дорога на станцию

First expedition to AragatsInvestigating attenuation of Cosmic

Rays in water

Road to Aragats and tuning the particle detectors June 1959

Станция в 60-годы. Лето.

Д.В. Скобельцын – директор ФИАН и НИИЯФ МГУС.Н. Вернов – зам. директора НИИЯФ МГУ

Калориметр

Cosmic rays : nuclei

Космические лучи: ядра

100 км

15 км

0 км

1957: The first ionization calorimeter Vladimir Murzin

Naum Grigorov

Ilya Rappoport

(Moscow State University)

Now IC is widely using in both in cosmic ray and particle (accelerator’s) physics

1957 : создание первого ионизационного калориметра (МГУ)

• В 1958-1960 на станции большим коллективом сотрудников НИИЯФ и ЕрФИ был создан малый ионизационный калориметр площадью ~1м2 , совмещённый с камерой Вильсона и позднее с пропорциональным счётчиком. На этой установке под руководством В.С.Мурзина и Л.И.Сарычевой изучались ядерные взаимодействия в графите адронов с энергией более 100 ГэВ

В.С. Мурзин (второй справа) с сотрудниками

• В 1960г. сотрудники НИИЯФ и ЕрФИ начали строительство большого ионизационного калориметра площадью 10м2 , долгое время он был самым большим в мировой практике. Огромный вклад в создание этого калориметра внёс Х.П.Бабаян ("самый лучший из армян").Руководителем эксперимента на большом калориметре был В.Я.Шестопёров.

В.Я. Шестопёров

Дом, где размещался большой ионизационный калориметр

Большой ионизационный калориметр на г.Арагац

Д.ф.м.н.Р.А. Ныммик

• Над большим калориметром по всей его площади размещались ядерные фотоэмульсии. На этой установке изучались процессы генерации пионов адронами методом контролируемых ядерных эмульсий. В обработке ядерных эмульсий принимали участие армянские микроскописцы. Вообще, сотрудники ЕрФИ участвовали в экспериментах с калориметрами на всех этапах работы: строительстве установок, наладке аппаратуры, круглосуточных дежурствах, обработке экспериментальных данных и анализе полученных научных результатов. Ниже- эпизоды арагацкой жизни.

Нубар Бояджян, Эрик Мамиджанян и Владимир Шестопёров чем-то озабочены

Профессор Н.Л.Григоров занят ремонтом

Инженер Л.Г.Мищенко и аспирант Э.А.Мамиджанян- опять проблема

Инна Ерофеева: дежурство на малом калориметре

• В 1961 г.к сотрудничеству НИИЯФ-ЕрФИ присоединились польские физики из Краковсконо института ядерных исследований. На фото: А.Олесь, Ю.Копысов, Ч.Третьякова, Я. Поребски

Анджей Олесь: дежурство на большом калориметре

• Совместная работа сотрудников НИИЯФ и ЕрФИ была длительной (полтора десятка лет), успешной и очень плодотворной. На Арагаце были реализованы идеи объединения ионизационного калориметра с приборами для наблюдения элементарных частиц: камерсй Вильсона и ядерными фотоэмульсиями.

• Типичный авторский коллектив в публикациях 60-х годов выглядел так

S. N. Vernov

N.L.Grigorov A.E. Chudakov

Yu. I. Logachev

Первый физический эксперимент в космосе (ноябрь, 1957)

Scientists from Moscow State University provided the first space physics experiment in space

GM - tube

«Proton» experiment : 1965 – 1966

Experimental instruments – ionization calorimeters were designed at Moscow State University

Proton 4

Proton 1-3

S. Vernov N. Grigorov

Эксперименты « Протон»

Foundation of the Yerevan Physics Institute

Арагац

Simultaneous monitoring of fluxes and fields and meteorological conditions

Boltec electrical mill and LD; Davis instr. weather station

А.ЧИЛИНГАРЯН

Глонасс

Электро

МКС

Метеор-3М

Радиационный мониторинг

на российских космических аппаратах:Обеспечение радиационной безопасности ( алерты,прогноз)

Thunderstorm modulation effects

Not only lightning, rain and hail, but also

fluxes of high energy particles

0 km

10 km

100 km

E

B

Транзиенты в атмосфере

Транзиентные атмосферные явления в верхней атмосфере :

UV , красный свет, рентген;-Гамма-излучение (1-10 MeV);

-Инфразвук;-нейтроны (?)

-Релятивистские электроны (?)

-Энергия в импульсе достигает 10*9 J !

Транзиентные световые явления

Результат «Татьяны-2» - наблюдаются серийные транзиенты, не связанные с грозовой активностью!

Huge TGE of 19 September, 2009 detected by all monitors of the Aragats Space Environmental Center:ASNT (10) – charged particles;ASNT (01) - gamma rays;ASNT (11) – electrons E>25 MeV - only event with high enengy electrons

100 MeV Electron accelerator in the

thundercloud

«Ломоносов»

»

«РЭЛЕК»«Чибис»

МКС

Перспективы космического сотрудничества России и Армении

Создание совместной наземно- космической инфраструктуры для изучения:

- физических факторов «космической погоды»;- физических процессов, приводящих к

транзиентным явлениям генерации электромагнитного излучения и частиц в верхней и нижней атмосфере Земли;

- создания системы мониторинга и алертов экстремальных условий в космосе и атмосфере Земли;

Спасибо за внимание

• Объединение метода наблюдения элементарного акта взаимодействия (камера Вильсона) и метода измерения энергии первичной частицы (ионизационный калориметр)позволило изучать характеристики взаимодействия адронов космических лучей известной энергии в области, недоступной (в тот период) ускорителям. На малом калориметре при изучении процесса множественной генерации пионов адронами с энергиями более 200 ГэВ, когда энергии пионов составляют 1-2% от энергии первичного адрона (процесс пионизации) было обнаружено различие характеристик взаимодействия пионов и нуклонов, что впоследствии подтвердилось измерениями на ускорителях.

• На большом калориметре методом контролируемых фотоэмульсий изучали процессы генерации пионов (π°) адронами с энергиями 5·1012 - 1013 эВ. и обнаружили процесс, альтернативный пионизации, когда во взаимодействии рождается небольшое число высокоэнергичных π°-мезонов , а полный коэффициент неупругрсти близок к единице. Спустя много лет, когда появились ускорители с энергией ускоренных частиц в сотни ГэВ, был открыт процесс фрагментации адронов; его характеристики полностью совпали с полученными методом контролируемых фотоэмульсий.

• Это лишь два результата многочисленных исследований, проведённых на Арагаце . По материалам этих исследований были опубликованы десятки статей и докладов на различных конференциях, а научные сотрудники, принимавшие участие в экспериментах, защитили 14 диссертаций, в том числе армянские коллеги- 2 докторских (Х.П.Бабаян, Э.А.Мамиджанян) и 3 кандидатских (Н.Г.Бояджян, С.В.Митоян, Р.Мартиросов).