Исследовательская группа

Астрофизика и физика частиц

Методы для разреженных цифровых антенных решеток

Владимир ЛенокАктивный

Цифровые антенные решетки являются относительно новой технологией для регистрации космического излучения сверхвысоких энергий, которые позволяют увеличить чувствительность до энергий в ЗэВ (энергий частиц в миллиарды раз выше, чем на Большом Адронном Коллайдере). Один из успешных прототипов, детектор Tunka-Rex, смог достигнуть результатов, показывающих применимость технологии для крупномасштабных решеток, таких как радиодетектор в обсерватории им. Пьера Оже и GRAND (Giant Radio Array for Neutrino Detection). Мы применяем наш опыт, полученный при работе с Tunka-Rex для разработки новых инструментов и технологий, важных для радиодетекторов следующих поколений.

Виртуальная обсерватория

После вывода из эксплуатации детектора Tunka-Rex, в рамках последней фазы жизненного цикла эксперимента, данные и программное обеспечение было опубликовано, следуя принципам FAIR (Findability — Accessibility — Interoperability — Reuse), в рамках виртуальной обсерватории TRVO (Tunka-Rex Virtual Observatory), размещенном в KIT при партнерстве с проектом KCDC. Данный пилотный проект нацелен на разработку и тестирование виртуальных обсерваторий и плагинов к ним, тестирование их масштабируемости и применимости к будущим проектам.

Шумоподавитель

Подавление фонового шума является одной из основных задач, связанных с регистрацией радиосигналов на цифровых антенных решетках. Для восстановления низкоамплитудных сигналов мы разработали сверточную нейросеть архитектуры “автоэнкодер”, удаляющую шум из данных радиодетектора. Этот позволяет восстанавливать подпороговые сигналы, недоступные для восстановления классическими методами.

Калибровка антенной решетки

Одна из сложностей в применении радио антенн в измерении параметров атмосферных ливней на уровне земли состоит в требовании точного знания свойств антенны самой по себе. Антенные решетки прошлого и используемые сегодня показывают недостаток такого знания, что в конечном итоге приводит к неточности определения энергии космических лучей. Наша лаборатория работает над ведущей в мире калибровочной техникой для радиоантенн для астрофизики. Она позволит нам оценивать параметры антенн с точностью ограниченной только точностью радио астрономических измерений – самых точных на настоящий момент. Для достижения такого результата мы разрабатываем полностью новую томографо-подобную методику калибровки базирующуюся на данных радиоастрономических измерений температуры неба. Эти карты неба могут быть использованы как наиболее точный калибровочный источник известный сегодня.

Участники

Публикации

Reconstruction of sub-threshold events of cosmic-ray radio detectors using an autoencoder

August 2021

P. Bezyazeekov, D. Shipilov, D. Kostunin, I. Plokhikh, A. Mikhaylenko, P. Turishcheva, S. Golovachev, V. Sotnikov and E. Sotnikova for the Tunka-Rex Collaboration

Подробнее

Tunka-Rex Virtual Observatory

August 2021

V. Lenok, D. Kostunin, O. Kopylova, P. Bezyazeekov, D. Wochele, F. Polgart, S. Golovachev, V. Sotnikov and E. Sotnikova for the Tunka-Rex Collaboration

Подробнее

Classification and Denoising of Cosmic-Ray Radio Signals using Deep Learning

July 2021

A. Rehman, A. Coleman, F.G. Schröder and D. Kostunin

Подробнее