Solnechno-Zemnaya Fizika Solnechno-Zemnaya Fizika Солнечно-земная физика 2712-9640 57187 10.12737/szf-92202307 Результаты исследований Results of current research Результаты исследований Temperature effect of muons registered under the ground in Yakutsk by telescopes on GAS-discharge counters Температурный эффект мюонов, регистрируемых под землей в Якутске с помощью телескопов на газоразрядных счетчиках Янчуковский Валерий Леонидович Yanchukovsky Valery Leonidovich vjanch@gs.nsc.ru

доктор физико-математических наук;

doctor of physical and mathematical sciences;

 Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН Новосибирск Россия Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS Novosibirsk Russian Federation 29 06 2023 29 06 2023 9 2 60 70 16 02 2023 23 03 2023 https://naukaru.ru/en/nauka/article/57187/view

Якутский спектрограф космических лучей включает комплекс мюонных телескопов на газоразрядных и сцинтилляционных счетчиках, расположенных на поверхности земли и под землей на глубинах 7, 20 и 40 м водного эквивалента. По данным непрерывных наблюдений с помощью мюонных телескопов на газоразрядных счетчиках и высотным профилям температуры атмосферы над Якутском за период с января 2016 г. по декабрь 2018 г. рассчитаны распределения плотности температурных коэффициентов для мюонов, регистрируемых на поверхности и на различных глубинах под землей. При этом были использованы методы многофакторной регрессии и главных компонент. Полученные результаты сопоставлены с результатами теоретических расчетов, выполненных ранее. Использование полученных результатов позволяет корректно учитывать температурный эффект в данных комплекса мюонных телескопов на газоразрядных счетчиках.

The Yakutsk spectrograph of cosmic rays includes a complex of muon telescopes based on gas-discharge and scintillation counters located on the surface and under the ground at depths of 7, 20, and 40 m.w.e. Using continuous observations made by muon telescopes on gas-discharge counters and data on the altitude profile of the atmospheric temperature over Yakutsk for the period from January 2016 to December 2018, we have calculated density distributions of temperature coefficients for muons detected on the surface and at various depths under the ground. To do this, we employed multivariate regression methods and principal component methods. The results obtained are compared with the results of earlier theoretical calculations. The results make it possible to correctly take into account the temperature effect in the data from the complex of muon telescopes on gas-discharge counters.

 космические лучи атмосфера мюоны телескоп температурный эффект cosmic rays atmosphere muons telescope temperature effect Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ (проект FWZZ-2022-0019) The work was financially supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (Project FWZZ-2022-0019)

Айвазян С.А., Бухштабер В.М., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика. Классификация и снижение размерности. М.: Финансы и статистика, 1989. 607 с. Aivazyan S.A., Bukhshtaber V.M., Enyukov I.S., Meshalkin L.D. Prikladnaya Statistika. Klassifikatsiya i snizhenie razmernosti [Applied statistics. Classification and dimension lowering]. Moscow, Finansy i statistika Publ., 1989, 607 p. (In Russian). Герасимова С.К., Гололобов П.Ю., Григорьев В.Г. и др. Мюонный телескоп на сцинтилляционных счетчиках. Приборы и техника эксперимента. 2021. № 4. С. 65-73. DOI: 10.31857/S0032816221040042. Berkova M., Belov A., Eroshenko E., Yanke V. Temperature effect of the muon component of cosmic ray and practical possibilities of its accounting. Proc. 21st ECRC. 2008, pr. 123-126. Горлач Б.А. Математика. М: Наука, 2006. 911 с. Dayal B.S., McGregor J.F. Improved PLS Algorithms. J. Chemometrics. 1997, vol. 11, pp. 73-85. DOI: 10.1002/(SICI)1099-128X(199701)11:1<73::AID-CEM435>3.0.CO;2-%23. Дмитриева А.Н., Кокоулин Р.П., Петрухин А.А., Тимашов Д.А. Температурные коэффициенты для мюонов под различными зенитными углами. Известия РАН. Серия физическая. 2009. Т. 73, № 3. С. 371-374. de Jong S., Ter Braak C. Comments on the PLS kernel algorithm. J. Chemometrics. 1994, vol. 8, pp. 169-174. Дорман Л.И. Вариации космических лучей. М.: Гостехиздат, 1957. 285 с. Dmitrieva A.N., Kokoulin R.P., Petruhin A.A., Timashov D.A. Temperature coefficients for muons under different zenith angles. Izv. RAN. Ser. Fiz [Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Physics], 2009, vol. 73, no. 3, pp. 371-374. (In Russian). Дорман Л.И. Метеорологические эффекты космических лучей. М.: Наука, 1972. 212 с. Dorman L.I. Variatsii kosmicheskikh luchei [Variations of Cosmic Rays]. Moscow, Gostechizdat Publ., 1957, 285 p. (In Russian). Дорман Л.И., Янке В.Г. К теории метеорологических эффектов космических лучей. Известия АН СССР. Серия физическая. 1971. Т. 35, № 12. С. 2556-2570. Dorman L.I. Meteorologicheskie effekty kosmicheskikh luchei [Meteorological Effects of Cosmic Rays]. Moscow, Nauka Publ., 1972, 211 p. (In Russian). Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1984. 831 с. Dorman L.I., Yanke V.G. On theory of meteorological effects of cosmic rays. Izvestiya AN SSSR. Ser. Fizicheskaya [Bulletin of the Academy of Sciences of USSR. Physics], 1971, vol. 35, no. 12, pp. 2556-2570. (In Russian). Кузьменко В.С., Янчуковский В.Л. Определение плотности температурных коэффициентов для мюонов в атмосфере. Солнечно-земная физика. 2015. Т. 1, № 2. С. 91-96. DOI: 10.12737/10403. Esbensen K. Analis mnogomernykh dannykh. Izbrannye glavy [Analysis of Multidimensional Data. Selected Chapters]. Chernogolovka, IPHF RAN Publ., 2005, p. 160. (In Russian). Кузьменко В.С., Янчуковский В.Л. Распределение плотности температурных коэффициентов для мюонов в атмосфере. Солнечно-земная физика. 2017. Т. 3, № 4. С. 104-116. DOI: 10.12737/szf-34201710. Gerasimova S.K., Gololobov P.Y., Grigor’ev V.G., Zverev A.S., Starodubtsev S.A., Egorov A.G., Neustroev N.I., Mikheev A.A., Sorokin E.E., Karmadonov A.Y., Pakhmullov A.V. Muon telescope based on scintillation counters. Instruments and Experimental Technique. 2021, vol. 64, no. 4, pp. 558-565. DOI: 10.1134/S0020441221040047. Померанцев А.Л. Хемометрика в Excel: учебное пособие. Томск: ТПУ, 2014. 435 с. Gorlach B.A. Matematika [Mathematics]. Moscow, Nauka Publ., 2006, 911 p. (In Russian). Проект модернизации «Спектрограф космических лучей». Якутск: ИКФиА СО РАН, 2004. 37 с. Grigoryev V.G., Starodubtsev S.A., Krymsky G.F., Krivoshapkin P.A., Timofeev V.E., Prikhodko A.N., Karmadonov A.YA. Modern Yakutsk Cosmic Ray Spectrograph after A.I. Kuzmin. Proc. 32nd International Cosmic Ray Conference, Beijing. 2011, vol. 11, pp. 252-255. DOI: 10.7529/ICRC2011/V11/0360. Стародубцев С.А., Григорьев В.Г., Исаков Д.Д. и др. Модернизация Якутского спектрографа космических лучей им. А.И. Кузьмина. Физика Солнца и околоземного пространства. Труды Всероссийской конференции по солнечно-земной физике, посвященной 100-летию со дня рождения члена-корреспондента РАН В.Е. Степанова. Иркутск, 2013. Секция III. 2013. C. 289-293. Lindgren F., Geladi P., Wold S. The kernel algorithm for PLS. J. Chemometrics. 1993, vol. 7, pp. 45-59. DOI: 10.1002/cem.1180070104. Стародубцев С.А., Григорьев В.Г., Гололобов П.Ю. Якутский спектрограф космических лучей им. А.И. Кузьмина: современное состояние. Сборник трудов Всероссийской конференции «Гелиогеофизические исследования в Арктике», 19-23 сентября 2016 г., Мурманск. Полярный геофизический институт, 2016. C. 125-129. Gorban A.N., Kegl B., Wunsch D., Zinovyev A.Y. Principal Manifolds for Data Visualization and Dimension Reduction. Springer, 2007, 340 p. (Lecture Notes in Computational Science and Engineering, vol. 58). Эсбенсен К. Анализ многомерных данных. Избранные главы. Черноголовка: Изд-во ИПХФ РАН, 2005. 160 с. Jolliffe I.T. Principal Component Analysis. New York, Springer, 2002, 488 p. (Springer Series in Statistics). Янчуковский В.Л., Кузьменко В.С. Атмосферные эффекты мюонной компоненты космических лучей. Солнечно-земная физика. 2018. Т. 4, № 3. С. 95-102. DOI: 10.12737/szf-43201810. Korn G., Korn T. Spravochnik po matematike dlya nauchnykh rabotnikov i inzhenerov [A Handbook of Mathematics for Scientists and Engineers]. Moscow, Nauka Publ., 1984, 831 p. (In Russian). (English edition: Korn G., Korn T. Mathematical Handbook for Scientists and Engineers. New York, McGraw-Hill Inc., 1968, 1130 p.) Berkova M., Belov A., Eroshenko E., Yanke V. Temperature effect of the muon component of cosmic ray and practical possibilities of its accounting. Proceedings of the 21st ECRC. 2008. P. 123-126. Kuzmenko V.S., Yanchukovsky V.L. Determination of the density of temperature coefficients for muons in the atmosphere. Solnechno-zemnaya fizika [Solar-Terrestrial Physics]. 2015, vol. 1, no. 2, pp. 91-96. (In Russian). DOI: 10.12737/10403. Dayal B.S., McGregor J.F. Improved PLS Algorithms. J. Chemometrics. 1997. Vol. 11. P. 73-85. DOI: 10.1002/(SICI) 1099-128X(199701)11:1<73::AID-CEM435>3.0.CO;2-%23. Kuzmenko V.S., Yanchukovsky V.L. Distribution of temperature coefficient density for muons in the atmosphere. Solar-Terrestrial Physics. 2017, vol. 3, iss. 4, pp. 104-116. DOI: 10.12737/19883. de Jong S., Ter Braak C. Comments on the PLS kernel algorithm. J. Chemometrics. 1994. Vol. 8. P. 169-174. Pomerantsev A.L. Khemometrika v Excel: uchebnoe posobie. [Chemometrics in Excel: Tutorial]. Tomsk, TPU Publ., 2014, 435 p. (In Russian). Grigoryev V.G., Starodubtsev S.A., Krymsky G.F., et al. Modern Yakutsk Cosmic Ray Spectrograph after A.I. Kuzmin. Proc. 32nd International Cosmic Ray Conference, Beijing. 2011. Vol. 11. P. 252-255. DOI: 10.7529/ICRC2011/V11/0360. Proekt modernizatsii Spektrograf cosmicheskikh luchei [Modernization project cosmic ray spectrograph]. Yakutsk, IKFIA RAN Publ., 2004, 37 p. Lindgren F., Geladi P., Wold S. The kernel algorithm for PLS. J. Chemometrics. 1993. Vol. 7. P. 45-59. DOI: 10.1002/ cem.1180070104. Starodubtsev S.A., Grigor’ev V.G., Isakov D.D., Karmadonov A.Ya., Pakhmulov A.V., Egorov A.G., Ksenofontov I.V. Modernization of the Yakutsk Cosmic Ray Spectrograph named after A.I. Kuzmin. Trudy Vserossiyskoi konferentsii po solnechno-zemnoi fizike, posvyashchennoi 100-letiyu so dnya rozhdeniya chlena-korrespondenta RAN V.E. Stepanova [Proceedings of the All-Russian Conference on Solar-Terrestrial Physics, dedicated to the 100th anniversary of the birth of Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences V.E. Stepanova], Irkutsk, ISZF SO RAN Publ., 2013, pp. 289-293. (In Russian). Gorban A.N., Kegl B., Wunsch D., Zinovyev A.Y. Principal Manifolds for Data Visualization and Dimension Reduction. Springer, 2007. 340 p. (Lecture Notes in Computational Science and Engineering, vol. 58). Starodubtsev S.A., Grigor’ev V.G., Gololobov P.Yu. Yakutsk Cosmic Ray Spectrograph named after V.I. A.I. Kuzmin: current state. Sbornik trudov Vserossiyskoi konferentsii “Geliogeofizicheskie issledovaniya v Arktike” [Proceedings of the All-Russian Conference “Heliogeophysical Research in the Arctic”] Murmansk, Polar Geophysical Institute Publ., 2016, pp. 125-129. Jolliffe I.T. Principal Component Analysis. New York: Springer, 2002. 488 p. (Springer Series in Statistics). Yanchukovsky V.L., Kuzmenko V. Atmospheric effects of the cosmic-ray mu-meson component. Solar-Terrestrial Physics. 2018, vol. 4, iss. 3, pp. 76-82. DOI: 10.12737/szf-43201810. URL: https://ikfia.ysn.ru/data/hecrlab/mt (дата обращения 10 февраля 2023 г.). URL: https://ikfia.ysn.ru/data/hecrlab/mt (accessed February 10, 2023). URL: https://ikfia.ysn.ru/data/hecrlab/ipm (дата обращения 10 февраля 2023 г.). URL: https://ikfia.ysn.ru/data/hecrlab/ipm (accessed February 10, 2023). URL: http://crsa.izmiran.ru/phpmyadmin (дата обращения 10 февраля 2023 г.; доступ для зарегистрированных пользователей). URL: http://crsa.izmiran.ru/phpmyadmin (accessed February 10, 2023; access for registered users). URL: https://www.nco.ncep.noaa.gov/pmb/products/gfs (дата обращения 10 февраля 2023 г.). URL: https://www.nco.ncep.noaa.gov/pmb/products/gfs (accessed February 10, 2023). URL: https://www.aspentech.com/ru/products/apm/aspen-unscrambler (дата обращения 10 февраля 2023 г.). URL: https://www.aspentech.com/ru/products/apm/aspen-unscrambler (accessed February 10, 2023). URL: http://www.ckp-rf.ru/usu/433536/ (дата обращения 10 февраля 2023 г.). URL: http://www.ckp-rf.ru/usu/433536 (accessed February 10, 2023).