Галкин В.И.
Описание курса:
Курс посвящён физическим проблемам, лежащим на стыке космофизики, физики космических лучей и высоких энергий. Цель – познакомить студента с базовыми физическими явлениями в области космической физики и смежной области физики высоких энергий, наглядно продемонстрировать процессы регистрации излучения различными детекторами, научить основам расчёта характеристик космических детекторов.
Курс сочетает лекции по физическим и методическим проблемам моделирования физических явлений и эксперимента с практическими и семинарскими занятиями по восьми темам. Набор тем предполагается расширять по мере подготовки моделирующих программ.
Курс «Моделирование основных явлений и эксперимента в физике космоса и физике высоких энергий» больше ориентирован на рассмотрение свойств физических явлений и процессов их регистрации, не претендуя на детальное описание программных инструментов.
План курса:
| неделя | вид занятия | тема |
| 1 | лекция | Постановка задачи прямого статистического моделирования задач переноса излучения. Описание физических сред, их атрибуты. Системы координат. Геометрия материальных элементов и треков частиц. Описание элементарных частиц и их взаимодействий в моделирующих программах. Характерные процессы взаимодействий, понятие об актуальном наборе физических процессов. Полное сечение процесса, спектры вторичных частиц, розыгрыш их параметров. Обеспечение законов сохранения |
| лекция | Вводная лекция к задаче «Электронно-фотонный каскад в однородной среде». Физическое введение. Упражнения задачи. Матобеспечение задачи и особенности его использования. Формат выводных файлов. Сеанс моделирования. Представление результатов | |
| практическое | Знакомство с Linux Fedora, структурой каталогов, макрофайлами, процедурой запуска приложения, архивом искусственных событий, пакетом ROOT | |
| 2 | лекция | Дискретные и непрерывные потери энергии. Поглощение энергии средой. Локальное поглощение и распределение поглощённой энергии. Пороги рождения и прослеживания, по энергии и пробегу. Модели многократного рассеяния в прямом статистическом моделировании. Алгоритмы ограничения длины шага из физических и геометрических соображений. |
| практическое | Набор статистики искусственных событий для упражнений | |
| 3 | практическое | «Электронно-фотонный каскад в однородной среде». Упражнение «Форма каскадной кривой» |
| 4 | практическое | «Электронно-фотонный каскад в однородной среде». Упражнение «Энергетические спектры вторичных частиц каскада» |
| 5 | практическое | «Электронно-фотонный каскад в однородной среде». Упражнение «Баланс энергии каскада на разных глубинах» |
| 6 | лекция | Вводная лекция к задаче «Электронно-фотонный каскад в слоистом детекторе (рентгено-эмульсионная камера)». Физическое введение. Упражнения задачи. Матобеспечение задачи и особенности его использования. Формат выводных файлов. Сеанс моделирования. Представление результатов |
| практическое | Набор статистики искусственных событий для упражнений | |
| 7 | практическое | «Электронно-фотонный каскад в слоистом детекторе». Упражнение «Форма каскадной кривой в слоистом детекторе» |
| 8 | практическое | «Электронно-фотонный каскад в слоистом детекторе». Упражнение «Поперечные характеристики ЭФК в РЭК» |
| 9 | лекция | Вводная лекция к задаче «Распространение нейтрона в однородной среде (случайные блуждания)». Физическое введение. Упражнения задачи. Матобеспечение задачи и особенности его использования. Формат выводных файлов. Сеанс моделирования. Представление результатов |
| практическое | Набор статистики искусственных событий для упражнений | |
| 10 | практическое | «Распространение нейтрона в однородной среде (случайные блуждания)». Упражнение «Характеристики блужданий нейтронов с естественным набором физических процессов» |
| 11 | практическое | «Распространение нейтрона в однородной среде (случайные блуждания)». Упражнение «Характеристики блужданий нейтронов без захвата и распада (броуновское движение)» |
| 12 | лекция | Вводная лекция к задаче «Движение заряженных частиц в дипольном магнитном поле». Физическое введение. Упражнения задачи. Матобеспечение задачи и особенности его использования. Формат выводных файлов. Сеанс моделирования. Представление результатов |
| практическое | Визуализация траектории заряженной частицы в магнитном поле | |
| 13 | практическое | «Движение заряженных частиц в дипольном магнитном поле». Упражнение «Проверка соотношения для периода колебаний между зеркальными точками» |
| 14 | практическое | «Движение заряженных частиц в дипольном магнитном поле». Упражнение «Проверка соотношения для периода азимутального дрейфа» |
| 15 | семинар | Обсуждение результатов численных экспериментов. Защита практических работ. Консультация по вопросам зачёта |
| 16 | зачёт | Проверка знаний по лекционному курсу |
