Публиченко Павел Андреевич / Pavel A. Publichenko
Наука и знание - лучшее средство от бедности и недоедания
Публиченко Павел Андреевич

Яндекс цитирования

Заключение совета ОИВМ

“УТВЕРЖДАЮ”
Директор НИИЯФ МГУ,
профессор М.И.Панасюк
________________________
«___»______________2004 г.


ВЫПИСКА
из протокола заседания Совета Отдела излучений
и вычислительных методов НИИЯФ МГУ от 14 мая 2004 г.

Присутствовали: члены Совета

Кропоткин А.П. – зав. Отделом, председатель Совета, д.ф.м.н.; Алексеев И.И – вед.науч.сотр., д.ф.м.н.; Антонов Р.А. – вед.науч.сотр., д.ф.м.н.; Беленькая Е.С. – с.н.с., д.ф.м.н.; Веселовский И.С. – гл. науч.сотр., д.ф.м.н , Зацепин В.И. – вед. науч.сотр., д.ф.м.н.; Калегаев В.В. – с.н.с.,к.ф.м.н.; Кузьмичев Л.А. – зав.лаб., д.ф.м.н.;  Манагадзе А.К. – с.н.с., к.ф.м.н ; Роганова Т.М. – вед.науч.сотр., д.ф.м.н.; Сокольская Н.В. – с.н.с., к.ф.м.н.

Присутствовал приглашенный: Яшин И.В. – зав. ОКИ, к.ф.-м.н.

Слушали:

1. Об утверждении Заключения по диссертации Павла Андреевича Публиченко  «Метод автоматизированного анализа эмульсионных данных для измерения спектра ПКИ», представленной на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Научные руководители: ведущий научный сотрудник, д.ф.-м.н. Т.М. Роганова, ведущий научный сотрудник, д.ф.-м.н. Л.Г. Свешникова.

2. Выступление рецензента И.В. Яшина, давшего положительный отзыв на диссертацию П.А.Публиченко.

Постановили:

1. Принять следующее заключение по диссертации П.А.Публичено «Метод автоматизированного анализа эмульсионных данных для измерения спектра ПКИ».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
по диссертации П.А.Публиченко «Метод автоматизированного анализа эмульсионных данных для измерения спектра ПКИ», представленной на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук.

Диссертация П.А.Публиченко посвящена созданию метода автоматизированной обработки эмульсионных данных и результатам обработки вершинного триггера (метод отбора тяжелых ядер) Российско-Японского баллонного эксперимента RUNJOB. Фотоэмульсионные материалы широко используются в ядерной физике и физике космических лучей (КЛ) благодаря высокому пространственному разрешению при регистрации частиц. Трудоемкость обработки таких материалов приводит к необходимости полной автоматизации обработки, без которой было бы невозможно провести анализ  данных вершинного триггера. Вершинный триггер камеры RUNJOB использует пленки со сцинтилляционными экранами (SXF), позволяющие значительно уменьшить порог регистрации частиц по энергии.

В работе ставится задача автоматизированного поиска вершин взаимодействия тяжелых ядер первичного космического излучения (ПКИ) в мишенном блоке камеры RUNJOB и представляется  её поэтапное решение. Приводятся результаты обработки камеры RUNJOB 1996 года, полученные на базе созданного метода.

Актуальность.

Исследования состава и энергетического спектра ПКИ дают ключ к пониманию фундаментальных астрофизических проблем происхождения космических лучей, их ускорения, распространения в Галактике. Особенный интерес представляет энергетический спектр тяжелых ядер в области энергий более 1 ТэВ/нуклон. Несмотря на развитие баллонной и спутниковой техники, статистика в данной области по тяжелым ядрам очень мала, а результаты во многом противоречивы. Измерение спектра тяжелых ядер  при E>1 ТэВ/нуклон является исключительно актуальной темой в физике КЛ.

С другой стороны, актуальность работы связана с необходимостью автоматизации обработки эмульсионных экспериментов. В настоящее время эмульсионная техника используется как в исследованиях КЛ, так и во множестве других экспериментов физики высоких энергий благодаря чрезвычайно высокому пространственному разрешению при регистрации ядер и элементарных частиц. В то же время эмульсии требуют трудоемкой обработки, потому так важно и актуально создание автоматизированных методов обработки.

И, наконец, актуальна разработка метода автоматизированного анализа эксперимента RUNJOB, нацеленного на измерение химического состава ПКИ и использующего SXF плёнки. Результаты экспозиции SXF плёнок этого эксперимента не могут быть проанализированы без автоматизации обработки из-за высокой плотности пятен на плёнке.

Основные результаты, полученные в диссертации, заключаются в следующем:

1. С активным участием автора построен, налажен и оттестирован полностью автоматизированный измерительный комплекс (ПАВИКОМ) для обработки микроизображений в фотоматериалах.

2. Создано программное обеспечение для автоматического сканирования и анализа микроизображений, которое позволяет обрабатывать большие площади (0,5 м2) фоточувствительных материалов с высоким пространственным разрешением (7 мкм/пиксель и выше) с большой  скоростью (16 см2/мин).

3. Впервые на базе ПАВИКОМ разработан и оттестирован метод поиска треков и вершин взаимодействий тяжелых ядер, зарегистрированных в SXF пленках эксперимента RUNJOB.

4. Проведена обработка SXF пленок одной камеры 1996 г. и получены эффективность и ограничения применимости метода в условиях высокого фона ~200 пятен/см2.

5. Проведено сравнение экспериментальных результатов с численным моделированием прохождения ядер через атмосферу и регистрации в камере, показано, что наблюдается удовлетворительное согласие.

Научная новизна основных результатов.

Впервые применяется  автоматизация обработки для вершинного триггера эксперимента RUNJOB. В отличие от стандартного метода регистрации частиц по электромагнитным ливням, развивающимся в глубине камеры, в этом методе частицы регистрируются в пленках SXF в верхней части камеры еще до акта ядерного взаимодействия.

Впервые разработан и использован метод автоматизации измерений для плёнок экранного типа, в условиях высокого фона решена проблема выделения пятен.

Впервые разработан метод трекинга − восстановления траекторий частиц в камере и нахождения  вершин взаимодействия в эмульсии.

Научная и практическая ценность

Создание комплекса ПАВИКОМ и соответствующего программного обеспечения для него позволит повысить эффективность экспериментальных исследований, проводимых при помощи метода ядерных эмульсий рядом институтов страны в ядерной физике, физике космических лучей, а также в работах по поиску осцилляций нейтрино. На базе созданного комплекса в настоящее время уже проводится  обработка данных экспериментов RUNJOB, EMU15, ПЛАТАН, семейства «Страна», обработка ядерных эмульсий β-спектрометра ОИЯ (Дубна) и др.

Разработанный метод отбора тяжелых ядер (вершинный триггер), базирующийся на использовании рентгеновских пленок со сцинтилляционными экранами (SXF), позволит в рамках одного эксперимента расширить энергетический диапазон в область меньших энергий, померить энергетические зависимости и отношения интенсивностей для ядер Z>24 и Z=17-24 в диапазоне 10 ГэВ/нуклон ÷ 10 ТэВ/нуклон

Личный вклад

С активным участием автора введен в строй единственный в России уникальный измерительный комплекс ПАВИКОМ. Автором написано полное программное обеспечение для комплекса, которое покрывает все возможности его использования. Автор разработал алгоритмы обработки  и анализа данных для вершинного триггера RUNJOB. Все результаты по обработке экранных пленок получены с определяющим участием автора. Автор принимал участие в численном моделировании процессов регистрации тяжелых ядер в камере RUNJOB.

Достоверность.

На всех этапах работы проводилось тестирование методов, сравнение экспериментальных результатов с результатами, полученными в других экспериментах и при моделировании. Моделирование проведено с учетом реальных характеристик атмосферы и условий регистрации. Экспериментальные результаты по угловому распределению и интенсивности частиц находятся в хорошем согласии с расчетами.

Апробация работы.

Результаты, вошедшие в диссертацию, докладывались и обсуждались на российских и международных конференциях и научных семинарах:  сессии отделения ядерной физики РАН «Физика фундаментальных взаимодействий» (Москва, ИТЭФ, 2000, 2002). Ломоносовских чтениях (Москва, МГУ, 2001), III всероссийской конференции «Университеты России – фундаментальные исследования. Физика элементарных частиц и атомного ядра» (Москва, МИФИ ,2002), 18-ом Европейском симпозиуме по физике космический лучей (Москва, 2002), 27 и 28 Международных конференциях по космическим лучам (Германия, Гамбург, 2002; Япония, Цакубо, 2003), научных семинарах НИИЯФ МГУ и ФИАН им. П.Н.Лебедева. Эти результаты  хорошо известны российской и международной научной общественности.

Основные материалы, изложенные в диссертации, опубликованы в следующих работах:

  1. RUNJOB collaboration. Primary cosmic ray spectra observed by RUNJOB for heavy and all particles. Proc. 26th ICRC, Salt Lake City, 1999, v.3, p.167-170
  2. RUNJOB Collaboration, Heavy primary spectra observed by RUNJOB, Proc.27th ICRC, 2001, v.5, p. 1630-1633
  3. RUNJOB Collaboration. Composition and energy spectra of cosmic-ray primaries in the energy range 10^13-10^15 eV/particle observed by Japanese-Russian joint balloon experiment, Astroparticle Physics 16 (2001) 13-46.
  4. Апанасенко А.В., Галкин В.И., Дербина В.А., Замчалова Е.А., Зацепин Г.Т., Заярная И.С., Копенкин В.В., Котунова Н.М., Манагадзе А.К., Мухамедщин Р.А., Назаров С.Н., Никольский С. И., Оседло В.И., Ошуев Д.С., Подорожный Д.М., Публиченко П.А., Ракобольская И.В., Роганова Т.М., Сажина Г.П., Свешникова Л.Г., Сухадольская В.А., Таран В.М., Яшин И.В. и др. Исследование первичных космических лучей высоких энергий в российско-японском баллонном эксперименте RUNJOB. Изв. АН сер. физ. 2001, т.63 (3), с.433-436
  5. RUNJOB Collaboration. The development of measurement system for heavy primaries identificationnwith the use of screen type films in RUNJOB experiment.Proc.27th ICRC, 2001, v.6, p.2131-2134
  6. Публиченко П.А., Галкин В.И., Дербина В.А. и др. «Исследования тяжелых ядер ПКИ», Известия РАН, сер.физ., 2002, т.66, №11, c1627-1630
  7. Galkin V.I., Kopenkin V.V., Managadze A.K., Nazarov S.N., Oshuev D.S., Publichenko P.A., Rakobolskaya I.V., Roganova T.M., Sazhina G.P., Sveshnikova L.G., Yashin I.V., Zamchalova Е.Л., Zatsepin G.T. (RUNJOB Collaboration) “Automatic searching for Fe-nucleus vertex points in balloon emulsion experiment RUNJOB“, Proc. 28th ICRC, 2003, v. 4, p. 2259-2262, Tsukuba, Japan
  8. Galkin V.I., Kopenkin V.V., Managadze A.K., Nazarov S.N., Oshuev D.S., Publichenko P.A., Rakobolskaya I.V., Roganova T.M., Sazhina G.P., Sveshnikova L.G., Yashin I.V., Zamchalova E.A., Zatsepin G.T. (RUNJOB Collaboration) “Heavy primary spectrum obtained by "Jet Trigger" method.“,  Proc. 28th ICRC, 2003, v. 4, p. 1865-1868, Tsukuba, Japan
  9. П.А. Публиченко, В.А. Дербина, Л.Г. Свешникова, Н.Г. Полухина, К.А. Котельников «Методика автоматического сканирования рентгеновских пленок», препринт №8 ФИАН, 2003

Диссертация П.А.Публиченко открывает новые возможности быстрой и эффективной обработки фоточувствительных материалов на уникальном комплексе ПАВИКОМ. Разработанный метод автоматизированного поиска вершин взаимодействия для RUNJOB позволяет значительно увеличить статистику по тяжелым ядрам в области высоких энергий ПКИ.

Диссертационная работа выполнена в Отделе излучений и вычислительных методов НИИЯФ МГУ в соответствии с планом научных исследований этого отдела. Работа выполнялась по планам госбюджетных научно-исследовательских работ НИИЯФ МГУ.

Диссертационная работа П.А. Публиченко «Метод автоматизированного анализа эмульсионных данных для измерения спектра ПКИ» полностью удовлетворяет требованиям ВАК, предъявляемым к диссертационной работе на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук.

2. Рекомендовать диссертацию П.А.Публиченко  к защите в Диссертационном совете по специальности 01.04.23 – физика высоких энергий.


Председатель Совета ОИВМ
д.ф.м.н.
А.П.Кропоткин


Секретарь Совета ОИВМ
д.ф.м.н.
Е.С.Беленькая

В начало

© 2008—2012 «Публиченко Павел Андреевич» E-mail: О сайте