Projekti / Programi
Novi detektorji in tehnike daljinskega zaznavanja atmosferskih lastnosti za polja Čerenkovih teleskopov
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.02.00 |
Naravoslovje |
Fizika |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T181 |
Tehnološke vede |
Daljinsko zaznavanje |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1.03 |
Naravoslovne vede |
Fizika |
večglasniška astronomija, astronomija z gama žarki zelo visokih energij, polje teleskopov Čerenkova, atmosferska kalibracija in monitoring
Raziskovalci (10)
Organizacije (2)
Povzetek
Elektromagnetno sevanje zelo visokih energij (VHE, E ≥ 30 GeV) nosi pomembne in edinstvene informacije o najbolj energijskih astrofizikalnih pojavih v vesolju. Najobčutljivejši eksperimentalni pristop v astronomiji VHE gama žarkov temelji na hkratnem zaznavanju bliskov Čerenkove svetlobe, induciranih s plazovi sekundarnih delcev, ki so nastali pri interakcijah VHE gama žarkov z atomskimi jedri atmosferskih plinov. Bliske opazujemo z več teleskopi hkrati (s poljem Čerenkovih teleskopov oziroma IACT) in iz pridobljenih slik rekonstruiramo lastnosti primarnih VHE gama žarkov. Leta 2019 se bo pričela izgradnja novega polja Čerenkovih teleskopov, t.i. Cherenkov Telescope Array (CTA), ki bo imel vsaj za red velikosti boljšo občutljivost in večji energijski obseg od dosedanjih instrumentov za detekcijo VHE fotonov. CTA bo predvidoma omogočil odkritje več kot 1000 izvorov VHE gama žarkov po celotnem nebu. Zgrajen bo v okviru mednarodnega konzorcija, v katerem sodelujejo države z vseh celin, med drugim tudi Slovenija.
Ker je kalorimeter za observatorije IACT atmosfera, je za doseganje načrtovanih performansov observatorija CTA ključnega pomena podrobno razumevanje in neprestani monitoring atmosferskih lastnosti. Razumevanje časovnega razvoja glavnih karakteristik aerosolov, ki imajo najhitrejšo časovno dinamiko, kot so prostorska porazdelitev, velikost, absorpcijski koeficient in kemijska sestava je izjemno zahtevno in je osnovni cilj predlaganih raziskav. Pričakovani rezultati bodo pomembno prispevali k atmosferski kalibraciji meritev energije VHE gama žarkov in meteorološkemu monitoringu, ter s tem k uspešni izgradnji in delovanju celotnega observatorija CTA.
Pomen za razvoj znanosti
Glavni cilj predlaganih raziskav so raziskave atmosferskih lastnosti in procesov nad najnaprednejšimi observatoriji za astrofiziko osnovnih delcev, ki uporabljajo pri raziskavah kozmičnih žarkov ekstremnih energij in gama žarkov zelo visokih energij kot kalorimeter. Neposredno bodo prispevale k uresničitvi raziskovalnih ciljev bodočega observatorija Cherenkov Telescope Array (CTA) ter nadgradnje observatorija Pierre Auger. Predlagani projekt bo v celoti izkoristil znanje in izkušnje na področju daljinskega zaznavanja atmosfere, pridobljeno v okviru dosedanjega dela v kolaboraciji Pierre Auger, ter bilateralnih projektov s kitajskimi in ameriškimi partnerji. Observatorij CTA je ne le ena izmed evropskih raziskovalnih in infrastrukturnih prioritet, kot jo določa Astroparticle Physics European Consortium (APPEC), temveč je tudi umeščen v Načrt razvoja raziskovalnih infrastruktur RS za obdobje 2011-2020. Predlagani projekt bo prispeval k realizaciji načrtovanega raziskovalnega potenciala CTA, njegovi izsledki bodo objavljeni v uglednih mednarodnih znanstvenih publikacijah.
Poleg primarnega namena raziskav bo predlagani projekt z razvojem novih metod detekcije in analize meritev ter novih eksperimentalnih naprav bistveno prispeval tudi k razvoju instrumentacije na področju daljinskega zaznavanja atmosferskih lastnosti. Center za raziskave atmosfere Univerze v Novi Gorici, kjer se bodo raziskave izvajale, je trenutno edina institucija v Sloveniji, ki je na tem področju mednarodno priznana.
Predlagani program je neposredno vpet v globalne raziskovalne tokove mednarodne kolaboracije Pierre Auger (50 institucij iz 18 drzˇav), katere polnopravni člani smo, ter konzorcija Cherenkov Telescope Array (210 institucij iz 32 držav), s katerim smo prav tako formalno povezani.
Pomen za razvoj Slovenije
The main goal of the proposed research is to provide vital information on atmospheric properties above the forefront current and near-future astroparticle physics experiments using the atmosphere as a calorimetric detector component, such as the near-future Cherenkov Telescope Array Observatory (CTA) or the foreseen Pierre Auger Observatory upgrade, which were designed to achieve drastic improvement of data quality as compared to the previous instruments. The project proposes an approach aimed at taking the full advantage of a previous experience of the project team in the atmospheric monitoring for the Pierre Auger experiment and maximizing the impact of a future experiment, the CTA, recognized not only as a top-priority project in the Astroparticle Physics European Consortium (APPEC) roadmap, but also national research infrastructure priority in Slovenia. This proposal will contribute to the realization of the required CTA performances, which is a prerogative for the achievement of the overall scientific impact of the CTA. Our results will be published in open-access, peer-reviewed journals, helping to spread the knowledge gained with this project and increase its impact.
In addition to the direct contributions to astroparticle physics, the project will also greatly contribute to research and development in the rapidly growing field of remote sensing by providing novel detection and analysis techniques as well as the actual detection devices. The proposed activities will take place at the Center for Atmospheric Research of the University of Nova Gorica, which is at present the only Slovenian institution that has achieved international recognition in this field.
The proposed project is integrated in the global research endeavor of the Pierre Auger Collaboration, in which the University of Nova Gorica is a full member together with more than 50 institutions from 18 countries, and the Cherenkov Telescope Array Consortium, consisting of over 1200 members working in 210 institutes from 32 countries.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Vmesno poročilo
