Исследование вариации космических лучей под землей (моделирование и обработка данных)

Для студентов 4 курса

Научный руководитель: Агафонова Наталья Юрьевна (natagafonova@gmail.com)

Краткое описание: Подземный сцинтилляционный детектор LVD работает в Италии в полном объеме с 2001 года. Данные за 20 лет работы установки позволяют исследовать долговременные вариации мюонов, нейтронов от мюонов, естественную радиоактивность материалов, а также искать редкие события. Часть исследований подразумевает обработку данных установки (надо знать си или фортран), и представлять данные в графическом виде (надо знать PAW, или ROOT,...). Моделирование прохождения частиц через установку, грунт... на Корсике и Джанте - необходимое составляющее исследовательского процесса. Умение обрабатывать экспериментальные данные и моделировать эксперимент - это "рабочие инструменты" исследователя в любой области.

Поиск корреляций данных подземного нейтринного детектора и данных по землетрясениям

Для студентов 4 курса

Научный руководитель: Агафонова Наталья Юрьевна (natagafonova@gmail.com)

Краткое описание: Подземный сцинтилляционный детектор LVD работает в Италии в полном объеме с 2001 года. Данные за 20 лет работы установки позволяют исследовать долговременные вариации мюонов, нейтронов от мюонов, естественную радиоактивность материалов, а также искать редкие события. Часть исследований подразумевает обработку данных установки (надо знать си или фортран), и представлять данные в графическом виде (надо знать PAW, или ROOT,...). Моделирование прохождения частиц через установку, грунт... на Корсике и Джанте - необходимое составляющее исследовательского процесса. Умение обрабатывать экспериментальные данные и моделировать эксперимент - это "рабочие инструменты" исследователя в любой области.

Совместный анализ данных нейтринных детекторов LVD и БПСТ (поиск редких событий)

Для студентов 4 курса

Научный руководитель: Агафонова Наталья Юрьевна (natagafonova@gmail.com)

Краткое описание: Подземный сцинтилляционный детектор LVD работает в Италии в полном объеме с 2001 года. Данные за 20 лет работы установки позволяют исследовать долговременные вариации мюонов, нейтронов от мюонов, естественную радиоактивность материалов, а также искать редкие события. Часть исследований подразумевает обработку данных установки (надо знать си или фортран), и представлять данные в графическом виде (надо знать PAW, или ROOT,...). Моделирование прохождения частиц через установку, грунт... на Корсике и Джанте - необходимое составляющее исследовательского процесса. Умение обрабатывать экспериментальные данные и моделировать эксперимент - это "рабочие инструменты" исследователя в любой области.

Разработка приборов и методов диагностики параметров пучков в ускорителях заряженных частиц.

Для студентов 4 курса

Научный руководитель: Гаврилов Сергей Александрович (s.gavrilov@gmail.com)

Краткое описание: Разработка физических концепций методов диагностики, мультифизическое 3D-моделирование задействованных физических процессов, проектирование измерительных приборов, изготовление/сборка/наладка устройств диагностики, наладка системы сбора и обработки данных.

Непрозрачные источники нейтрино высоких энергий

Для студентов 4 курса

Научный руководитель: Горбунов Дмитрий Сергеевич (gorby@inr.ac.ru)

Краткое описание: Цель данной работы - теоретически понять физические процессы, которые могут сделать источники нейтрино высоких энергий непрозрачными, и оценить, насколько это возможно.

Аннотация >>>

Исследование комптоновского рассеяния и декогеренция запутанных аннигиляционных фотонов, детекторы э

Для студентов 3 курса

Научный руководитель: Ивашкин Александр Павлович (ivashkin@inr.ru)

Краткое описание: Создание экспериментальной установки, включая сцинтилляционные детекторы, электронную схему и систему сбора данных. Моделирование процессов в экспериментальных установках. Для студентов 3-го курса и старше.

Аннотация >>>

Поиск двойного безнейтринного бета-распада Mo-100 (эксперимент AMoRE) или Kr-86

Для студентов 5 курса

Научный руководитель: Казалов Владимир Владимирович (v.kazalov@gmail.com)

Краткое описание: участие в работе эксперимента AMoRE - обработка экспериментальных данных AMoRE-I, моделирование с использованием пакета Geant4, измерение радиоактивности материалов, шифты. Эксперимент по поиску двойного бета-распада Kr-86 - создание генератора позволяющего создавать одно- и двух- электронные (теоретические)-спектры двойного двухнейтринного бета-распада Kr-86 для использования их в пакете Geant4, обработка эксперимнтальных данных.

Освоение SW эксперимента NA64, расчёты, оценки, обработка данных

Для студентов 3 курса

Научный руководитель: Кирсанов Михаил Михайлович (mikhail.m.kirsanov@gmail.com)

Краткое описание: Различные задачи для разработки физической программы эксперимента в ЦЕРН NA64 (поиск тёмной материи в пучках от ускорителя SPS)

Анизотропия массовых компонент космических лучей сверхвысоких энергий по данным эксперимента KASCADE

Для студентов 4 курса

Научный руководитель: Кузнецов Михаил Юрьевич (m.yu.kuzn@gmail.com)

Краткое описание: Происхождение космических лучей (заряженных частиц, КЛ) с энергиями выше ~1 ПэВ достоверно неизвестно. Предполагается, что как минимум до энергий 100 ПэВ, КЛ рождаются внутри нашей Галактики и удерживаются ее магнитным полем. Долгое время основным кандидатом на ускорители частиц до таких энергий были галактические сверхновые, но недавние наблюдения источников гамма-излучения с энергиями до ~1 ПэВ обсерваторией LHAASO не выявили их явной связи со сверхновыми и таким образом поставили эту модель под сомнение. В работе предлагается провести анализ анизотропии направлений прихода отдельных массовых компонент КЛ (протонов и ядер) в диапазоне энергий 1-100 ПэВ, которые были выделены в опубликованных данных эксперимента KASCADE (1998-2013) путем их переобработки с помощью машинного обучения. Наблюдение зависимости анизотропии КЛ от их массы позволит лучше понять физику межзвездной среды в которой они распространяются и также может дать дополнительные указания на происхождение КЛ. В случае успеха, такое измерение будет первым в мировой практике, причем благодаря существующему заделу есть шанс опередить основных конкурентов: работающие в настоящее время эксперименты IceTop и LHAASO. Работа связана с компьютерными симуляциями: предполагается наличие базовых навыков программирования, также плюсом будет знакомство с языком C/C++.

Аннотация >>>

Источники и состав космических лучей ультравысоких энергий

Для студентов 4 курса

Научный руководитель: Кузнецов Михаил Юрьевич (m.yu.kuzn@gmail.com)

Краткое описание: Одной из самых долгостоящих нерешенных проблем астрофизики является происхождение космических лучей ультравысоких энергий (КЛУВЭ) — заряженных частиц с энергиями до ~10^20 эВ приходящих из космоса. Их источники до сих пор неизвестны, а по массовому составу (т.е. по типу приходящих частиц) имеются противоречивые данные. Такая ситуация вызвана комплексом связанных проблем: заряженные частицы отклоняются в галактических и внегалактических магнитных полях, величина и морфология которых плохо известны, а изучение массового состава космических лучей затруднено недостоверностью знания физики адронов на столь высоких энергиях (превышающих энергии LHC более чем на порядок). Дополнительным фактором усложняющем задачу оказывается очень малая статистика детектированных КЛУВЭ (порядка десятков тысяч при энергиях > 10^19 eV в крупнейшем на сегодня эксперименте Pierre Auger). В этих условиях ценной оказывается любая дополнительная информация которую можно извлечь из данных о событиях КЛУВЭ — направлениях их прихода, энергиях и приблизительном массовом составе. В настоящей работе предлагается реализовать один из двух подходов к этой проблеме, использующих один и тот же математический формализм описанный в работе [1] и тот же программный код. В первом подходе предлагается исследовать лайклихуд распределения КЛУВЭ по небесной сфере относительно распределения их ожидаемых источников (крупномасштабной структуры Вселенной) и таким образом разработать новый способ ограничения концентрации источников КЛУВЭ в локальной Вселенной. Во втором подходе предлагается использовать похожий лайклихуд, содержащий также информацию о массовом составе КЛУВЭ для поиска их анизотропии. Разработанные методы можно будет примененить к данным эксперимента Telescope Array и к недавно опубликованным данным эксперимента Pierre Auger. Работа связана с компьютерными симуляциями: предполагается наличие базовых навыков программирования, также плюсом будет знакомство с языком C/C++. [1] M.Yu.Kuznetsov and P.G.Tinyakov, UHECR mass composition at highest energies from anisotropy of their arrival directions, JCAP 04, 065 (2021), [arXiv:2011.11590 [astro-ph.HE]]

Аннотация >>>

Подготовка предложений по поиску эффектов вне Стандартной модели (BSM) в рамках коллаборации LLP ( L

Для студентов 4 курса

Научный руководитель: Курепин Алексей Борисович (kurepin@inr.ru)

Краткое описание: Проведение экспериментов по исследованию взаимодействия релятивистских тяжелых ядер с целью обнаружения коллективных многокварковых эффектов и кварк-глюонной плазмы является основным направлением работ на коллайдере LHC ( CERN ) и на новом коллайдере NICA ( ОИЯИ, Дубна ). Для получения новых результатов необходима разработка новых направлений исследования и создание новых детекторов. Начата подготовка проекта экспериментов с фиксированными мишенями для установки ALICE для представления в комитете LHCC ( CERN ) и в Европейском комитете по физике частиц ( ESPP, European Strategy for Particle Physics ). Недавно начата работа по разработке новой установки ALICE-3, которая значительно расширит возможности экспериментов, в частности по поиску эффектов вне Стандартной модели. Для запуска коллайдера NICA и для проведения первых экспериментов необходима разработка и создание детекторов светимости и множественности.

Разработка детекторов для определения светимости и множественности для коллайдера NICA (ОИЯИ, Ду

Для студентов 4 курса

Научный руководитель: Курепин Алексей Борисович (kurepin@inr.ru)

Краткое описание: Проведение экспериментов по исследованию взаимодействия релятивистских тяжелых ядер с целью обнаружения коллективных многокварковых эффектов и кварк-глюонной плазмы является основным направлением работ на коллайдере LHC ( CERN ) и на новом коллайдере NICA ( ОИЯИ, Дубна ). Для получения новых результатов необходима разработка новых направлений исследования и создание новых детекторов. Начата подготовка проекта экспериментов с фиксированными мишенями для установки ALICE для представления в комитете LHCC ( CERN ) и в Европейском комитете по физике частиц ( ESPP, European Strategy for Particle Physics ). Недавно начата работа по разработке новой установки ALICE-3, которая значительно расширит возможности экспериментов, в частности по поиску эффектов вне Стандартной модели. Для запуска коллайдера NICA и для проведения первых экспериментов необходима разработка и создание детекторов светимости и множественности.

Разработка программы физических измерений и структуры новой установки на коллайдере LHC ( CERN)

Для студентов 4 курса

Научный руководитель: Курепин Алексей Борисович (kurepin@inr.ru)

Краткое описание: Проведение экспериментов по исследованию взаимодействия релятивистских тяжелых ядер с целью обнаружения коллективных многокварковых эффектов и кварк-глюонной плазмы является основным направлением работ на коллайдере LHC ( CERN ) и на новом коллайдере NICA ( ОИЯИ, Дубна ). Для получения новых результатов необходима разработка новых направлений исследования и создание новых детекторов. Начата подготовка проекта экспериментов с фиксированными мишенями для установки ALICE для представления в комитете LHCC ( CERN ) и в Европейском комитете по физике частиц ( ESPP, European Strategy for Particle Physics ). Недавно начата работа по разработке новой установки ALICE-3, которая значительно расширит возможности экспериментов, в частности по поиску эффектов вне Стандартной модели. Для запуска коллайдера NICA и для проведения первых экспериментов необходима разработка и создание детекторов светимости и множественности.

Участие в подготовке проекта ALICE-FT с фиксированной мишенью на коллайдере LHC ( CERN)

Для студентов 4 курса

Научный руководитель: Курепин Алексей Борисович (kurepin@inr.ru)

Краткое описание: Проведение экспериментов по исследованию взаимодействия релятивистских тяжелых ядер с целью обнаружения коллективных многокварковых эффектов и кварк-глюонной плазмы является основным направлением работ на коллайдере LHC ( CERN ) и на новом коллайдере NICA ( ОИЯИ, Дубна ). Для получения новых результатов необходима разработка новых направлений исследования и создание новых детекторов. Начата подготовка проекта экспериментов с фиксированными мишенями для установки ALICE для представления в комитете LHCC ( CERN ) и в Европейском комитете по физике частиц ( ESPP, European Strategy for Particle Physics ). Недавно начата работа по разработке новой установки ALICE-3, которая значительно расширит возможности экспериментов, в частности по поиску эффектов вне Стандартной модели. Для запуска коллайдера NICA и для проведения первых экспериментов необходима разработка и создание детекторов светимости и множественности.

Разработка и оптимизация малоуглового нейтронного дифрактометра на импульсном источнике ИН-06

Для студентов 3 курса

Научный руководитель: Литвин Василий Сергеевич (vlitvin@inr.ru)

Краткое описание: Нейтроны — это эффективный инструмент для неразрушающего исследования структуры вещества. Благодаря высокой проникающей способности, нейтронные методы позволяют исследовать большие объекты, проводить исследования камерах при высоких давлениях, при низких или высоких температурах. Также, благодаря наличию магнитного момента, нейтроны могут применяться для исследования магнитной структуры (например фазовые переходы в антиферромагнитное состояние). В ИЯИ РАН, в составе ускорительного комплекса, есть импульсные источники нейтронов ИН-06 и РАДЭКС испарительного типа (spallation). На базе этих источников собран парк нейтронографических установок: нейтронный рефлектометр-малоуловой спектрометр «Горизонт», многофункциональный нейтронный спектрометр, дифрактометр для исследований при высоких давлениях «Геркулес», дифрактометр монокристаллов «Кристалл». Планируется также создание малоугловой установки для исследований структуры материалов в нанометровом масштабе и нейтронной радиографической установки для исследований узлов машин, археологических находок и т.п. Можно выделить два основных направления нашей работы: 1. Развитие установок на импульсном источнике ИН-06 для исследования материалов методами рассеяния нейтронов. Разработка, изготовление и оптимизация детекторов тепловых нейтронов, в т.ч. позиционно-чувствительных. 2. Исследование новых материалов методами рассеяния нейтронов (нейтронная дифракция, в т.ч. малоугловая, нейтронная рефлектометрия, нейтронная радиография и томография).

Система сбора данных в эксмериментах Troitsk Nu-mass, Tristan и IAXO

Для студентов 3 курса

Научный руководитель: Нозик Александр Аркадьевич (nozik.aa@mipt.ru)

Краткое описание: Системы сбора данных нужны во всех экспериментах (а также в индустрии), а специалистов по их созданию и поддержке в природе очень мало. В рамках данной работы планируется интенсивное (очень) обучение данной специальности и работа над системами сбора данных для экспериментов Troitsk nu-mass (Москва), Tristan (Мюнхен) и IAXO (Гамбург) с последующей длительной работой по поддержке созданного ПО в эксперименте IAXO (длительные командировки в Германию). В работе придется в основном работать с ПО, но в процессе будет требоваться понимание специфики экспериментальной физики. После окончания этой работы возможно трудоустройство как в экспериментальной физике, так и в промышленных компаниях партнерах.

Аннотация >>>

Моделирование характеристик ARICH-детекторов Черенкова

Для студентов 5 курса

Научный руководитель: Решетин Андрей Игоревич (reshetin@inr.ru)

Краткое описание: В период 2021- 2032 гг. в качестве одного из основных экспериментов на Большом Адронном Коллайдере (CERN, Geneva) планируется разработка и запуск в действие эксперимента ALICE3 с характеристиками, которые позволят решать уникальные задачи в области релятивистской ядерной физики и физики элементарных частиц. Необходимой составляющей частью детекторного комплекса ALICE3 является проектируемая HMPID-система ARICH-детекторов Черенкова с аэрогельным радиатором для идентификации адронов с высоким поперечным импульсом (до 14 ГэВ/с). На текущем начальном этапе проектирования HMPID-системы требуется проведение полной симуляции характеристик и свойств предлагаемой ARICH-системы. Студент (аспирант), работающий по этой теме, должен обладать некоторым опытом (хотя бы начальным) работы с программными пакетами, позволяющими симулировать физические процессы в детекторах элементарных частиц, в частности в детекторах Черенкова. Для приобретения необходимого опыта моделирования и решения конкретных задач в разработке системы ARICH-детекторов Черенкова планируются периодические научные командировки в CERN по тематике RD51 - ALICE коллабораций. В частности, для конкурсанта, начавшего работать по этой теме, с необходимостью будет запланирована командировка в CERN в 1-ом квартале 2021 г. сроком на 2 - 3 месяца с оплатой из Российского фонда в CERN.

Разработка ARICH-детекторов Черенкова для HMPID-системы идентификации элементарных частиц

Для студентов 5 курса

Научный руководитель: Решетин Андрей Игоревич (reshetin@inr.ru)

Краткое описание: В период 2021- 2032 гг. в качестве одного из основных экспериментов на Большом Адронном Коллайдере (CERN, Geneva) планируется разработка и запуск в действие эксперимента ALICE3 с характеристиками, которые позволят решать уникальные задачи в области релятивистской ядерной физики и физики элементарных частиц. Необходимой составляющей частью детекторного комплекса ALICE3 является проектируемая HMPID-система ARICH-детекторов Черенкова с аэрогельным радиатором для идентификации адронов с высоким поперечным импульсом (до 14 ГэВ/с). На текущем начальном этапе проектирования HMPID-системы требуется проведение полной симуляции характеристик и свойств предлагаемой ARICH-системы. Студент (аспирант), работающий по этой теме, должен обладать некоторым опытом (хотя бы начальным) работы с программными пакетами, позволяющими симулировать физические процессы в детекторах элементарных частиц, в частности в детекторах Черенкова. Для приобретения необходимого опыта моделирования и решения конкретных задач в разработке системы ARICH-детекторов Черенкова планируются периодические научные командировки в CERN по тематике RD51 - ALICE коллабораций. В частности, для конкурсанта, начавшего работать по этой теме, с необходимостью будет запланирована командировка в CERN в 1-ом квартале 2021 г. сроком на 2 - 3 месяца с оплатой из Российского фонда в CERN.

Зависит от области интересов студента

Для студентов 3 курса

Научный руководитель: Скасырская Айно Константиновна (aks@inr.ru)

Краткое описание: Инженерно-физические расчеты в тесном контакте с различными исследовательскими группами

Решение актуальных задач, возникающих в нашем Институте (ИЯИ РАН), или иных организаций

Для студентов 3 курса

Научный руководитель: Соболевский Николай Михайлович (sobolevs@inr.ru)

Краткое описание: О имеющихся задачах можно узнать на сайте https://www.inr.ru/shield/ или написав по указанному e-mail.

Атмосферная физика

Для студентов 2 курса

Научный руководитель: Стадничук Егор Михайлович (yegor.stadnichuk@phystech.edu)

Краткое описание: Разработка компьютерной моделей развития электронных лавин в грозовых облаках. Модели используются для описания TGF, а также для поиска механизма генерации обычных грозовых разрядов. Разработка аналитических и компьютерных моделей динамики заряженных частиц и фотонов в грозовом облаке. Сравнение моделей с экспериментальными данными со спутников и наземных детекторов. Полный список предлагаемых задач: https://npm.mipt.ru/confluence/pages/viewpage.action?pageId=20414474

Детекторы элементарных частиц для спутников

Для студентов 2 курса

Научный руководитель: Стадничук Егор Михайлович (yegor.stadnichuk@phystech.edu)

Краткое описание: Компьютерное моделирование прохождения частиц сквозь детектор. Разработка алгоритмов восстановления спектра частиц по сигналу детектора. Изготовление и тестирование детекторов. Полный список предлагаемых задач: https://npm.mipt.ru/confluence/pages/viewpage.action?pageId=20414474

Изучение корреляций природного потока тепловых нейтронов с различными геофизическими процессами

Для студентов 4 курса

Научный руководитель: Стенькин Юрий Васильевич (Stenkin.yv@phystech.edu)

Изучение нейтронной компоненты ШАЛ" в международном эксперименте ENDA-LHAASO

Для студентов 4 курса

Научный руководитель: Стенькин Юрий Васильевич (Stenkin.yv@phystech.edu)

Разработка метода калибровки электронно-нейтронного детектора

Для студентов 4 курса

Научный руководитель: Стенькин Юрий Васильевич (Stenkin.yv@phystech.edu)

Краткое описание: Мы разрабатываем новое направление в физике космических лучей, основанное на измерении адронной компоненты широких атмосферных ливней, являющейся основой ливня, с помощью разработанных нами электронно-нейтронного детекторов. Эти же детекторы используются и для исследований вариаций природного потока тепловых нейтронов. Мы пытаемся найти связь этого потока с такими геофизическими процессами как: землетрясения, приливные волны, собственные колебания Земли и проч.