Acceleration and propagation of ultra high energy cosmic rays in the Local Universe
Дата
2022
Автори
Voitsekhovskyi Vadym Vadymovych
Назва журналу
ISSN журналу
Назва тому
Видавець
Анотація
Dissertation work is devoted to search and investigation of CR sources, as well as analysis of physical processes of generation of non-thermal radio-, gamma-ray and neutrino emission in potential classes of UHECR sources, since this emission is indirect indication of the acceleration of relativistic particles in the respective objects.
Keywords: cosmic rays, galaxy clusters, magnetars, active galactic nuclei, gamma rays, neutrinos.
Дисертацiйна робота присвячена пошуку та дослiдженню джерел КПНВЕ, а також аналiзу фiзичних процесiв генерацiї нетеплового радiо-, гама- та нейтринного випромiнювання в потенцiйних класах джерел КПНВЕ, оскiльки цi випромiнювання є непрямими вказiвками на прискорення релятивiстських частинок у вiдповiдних об’єктах. У роботі описано сучаснi методи їх детектування та iсторiю дослiджень укупi з характеристиками минулих, дiючих та майбутнiх обсерваторiй. Вказано основнi характеристики КП, такi як хiмiчний вмiст, спектр та анiзотропiя. Детально розглянуто теоретичнi моделi прискорення частинок та видiлено астрофiзичнi джерела здатнi забезпечувати умови для цих маханiзмiв прискорення. В кiнцi роздiлу обгрунтовано складнiсть визначення джерел КПНВЕ та шляхи розв’язання цих проблем. Дослiдження щодо прямого пошуку потенцiйних джерел КПНВЕ було роздiлено на двi частини, в кожнiй з яких використовувались рiзнi пiдходи до вирiшення поставленої задачi. В роботi також проведенi дослiдження механiзмiв прискорення та очiкуваних характеристик КП в їх потенцiйних джерелах: скупченнях галактик, АЯГ та магнетарах. В данiй роботi вперше проведено чисельне моделювання породженого КП нетеплового гама- та нейтринного випромiнювання вiд скупчень галактик Волосся Веронiки та Геркулес. На основi отриманих результатiв зроблено оцiнки перспективи їх спостереження в iснуючих (Fermi-LAT, LHAASO, IceCube) та майбутнiх обсерваторiях (CTA, IceCube-Gen2). Розмiщенi в скупченнях галактик АЯГ, в джетах яких прискорюються зарядженi частинки, можуть вносити суттєвий вклад в загальну енергетику КП скупчень галактик та формувати в скупченнях нову популяцiю КП з енергiями понад 1018 еВ. Внаслiдок такого вкладу, спектр випромiнювання вiд скупчень галактик суттєво модифiкується стаючи бiльш жорстким. В роботi досліджені можливi прояви таких породжених в АЯГ високоенергетичних КП в спектрах нетеплового гама- та нейтринного випромiнювання вiд скупчень галактик Волосся Веронiки та Геркулес. Додатковим тестом на присутнiсть в скупченнях лептонного компонента КП, прискореного в релятивiстських струменях АЯГ, є синхротронне випромiнювання. Ключовi слова: космiчнi променi, скупчення галактик, магнетари, активнi ядра галактик, гама-променi, нейтрино.
Дисертацiйна робота присвячена пошуку та дослiдженню джерел КПНВЕ, а також аналiзу фiзичних процесiв генерацiї нетеплового радiо-, гама- та нейтринного випромiнювання в потенцiйних класах джерел КПНВЕ, оскiльки цi випромiнювання є непрямими вказiвками на прискорення релятивiстських частинок у вiдповiдних об’єктах. У роботі описано сучаснi методи їх детектування та iсторiю дослiджень укупi з характеристиками минулих, дiючих та майбутнiх обсерваторiй. Вказано основнi характеристики КП, такi як хiмiчний вмiст, спектр та анiзотропiя. Детально розглянуто теоретичнi моделi прискорення частинок та видiлено астрофiзичнi джерела здатнi забезпечувати умови для цих маханiзмiв прискорення. В кiнцi роздiлу обгрунтовано складнiсть визначення джерел КПНВЕ та шляхи розв’язання цих проблем. Дослiдження щодо прямого пошуку потенцiйних джерел КПНВЕ було роздiлено на двi частини, в кожнiй з яких використовувались рiзнi пiдходи до вирiшення поставленої задачi. В роботi також проведенi дослiдження механiзмiв прискорення та очiкуваних характеристик КП в їх потенцiйних джерелах: скупченнях галактик, АЯГ та магнетарах. В данiй роботi вперше проведено чисельне моделювання породженого КП нетеплового гама- та нейтринного випромiнювання вiд скупчень галактик Волосся Веронiки та Геркулес. На основi отриманих результатiв зроблено оцiнки перспективи їх спостереження в iснуючих (Fermi-LAT, LHAASO, IceCube) та майбутнiх обсерваторiях (CTA, IceCube-Gen2). Розмiщенi в скупченнях галактик АЯГ, в джетах яких прискорюються зарядженi частинки, можуть вносити суттєвий вклад в загальну енергетику КП скупчень галактик та формувати в скупченнях нову популяцiю КП з енергiями понад 1018 еВ. Внаслiдок такого вкладу, спектр випромiнювання вiд скупчень галактик суттєво модифiкується стаючи бiльш жорстким. В роботi досліджені можливi прояви таких породжених в АЯГ високоенергетичних КП в спектрах нетеплового гама- та нейтринного випромiнювання вiд скупчень галактик Волосся Веронiки та Геркулес. Додатковим тестом на присутнiсть в скупченнях лептонного компонента КП, прискореного в релятивiстських струменях АЯГ, є синхротронне випромiнювання. Ключовi слова: космiчнi променi, скупчення галактик, магнетари, активнi ядра галактик, гама-променi, нейтрино.
Бібліографічний опис
Галузь знань та спеціальність
10 Природничі науки , 104 Фізика та астрономія
Бібліографічний опис
Voitsekhovskyi V. V. Acceleration and propagation of ultra high energy cosmic rays in the Local Universe : thesis ... Doctor of Philosophy : 104 Physics and Astronomy / Voitsekhovskyi Vadym Vadymovych. - Kyiv - 2022. - 145 р.