Лаборатория физики космических лучей

История создания

Лаборатория физики космических лучей была создана в 2022 году на базе Институт ядерной физики. Создание лаборатории связано с развитием исследований в области космических лучей высоких и сверхвысоких энергий, а также с расширением международного научного сотрудничества в данной области.

В том же году Институт ядерной физики вошёл в состав Консорциум «Евразийский высокогорный научный центр космических лучей», созданного для реализации межгосударственной казахстанско-российской программы совместных исследований «Физика космических лучей высоких и сверхвысоких энергий, процессы в атмосфере и их практические приложения».

Научный коллектив лаборатории развивает экспериментальные и теоретические исследования космического излучения, широких атмосферных ливней и детекторных технологий, а также участвует в международных научных программах и коллаборациях.

Основные направления деятельности

• Исследование космического излучения и широких атмосферных ливней (ШАЛ) в высокогорных условиях.
• Разработка и совершенствование методов радиодетектирования космических лучей с использованием антенных кластеров.
• Создание и испытание детекторных установок нового поколения для регистрации заряженных частиц и компонент широких атмосферных ливней.
• Исследование взаимодействия мюонов, адронов и нейтронов высоких энергий с веществом с использованием сцинтилляционных, газовых и нейтронных детекторов.
• Разработка телескопов заряженных космических частиц на основе straw-трекеров с высоким пространственным разрешением.
• Модернизация и развитие нейтронных мониторов для исследования вариаций космического излучения и включения в международные сети наблюдений.
• Исследование корреляций между широкими атмосферными ливнями и атмосферными электрическими разрядами на высокогорных научных станциях.
• Моделирование и анализ экспериментальных данных с использованием современных программных пакетов (CORSIKA, GEANT4, ROOT, Python).
• Разработка методов цифровой регистрации, обработки и визуализации данных космического излучения.
• Подготовка молодых специалистов и участие в международных научных проектах и коллаборациях.

Основные достижения и открытия лаборатории 

• В лаборатории создана специализированная площадка для сборки, сварки и тестирования straw-трубок, предназначенных для детекторных систем международных экспериментов в области физики высоких энергий и физики элементарных частиц (NA64 и SHiP — CERN, DUNE — Fermilab, SPD — ОИЯИ).
• Освоена и внедрена технология сварки straw-трубок для использования в трековых детекторах.
• Сотрудники ЛФКЛ принимают участие в международных научных коллаборациях NA64, NA62, SHiP (CERN), DUNE (Fermilab), SPD (ОИЯИ).
• Проводены работы по модернизации комплекса детекторов в ТШНВС.

Сотрудничество

Лаборатория активно сотрудничает с ведущими научными центрами и международными исследовательскими организациями в области физики космических лучей и физики высоких энергий, включая:

• КазНУ им. аль-Фараби (г. Алматы);
• ФИАН им. П.Н. Лебедева (г. Москва, Россия);
• Лаборатория физики высоких энергий им. В.И.Векслера и А.М. Балдина (ОИЯИ, г. Дубна);
• Лаборатория ядерных проблем им. В.П.Джелепова (ОИЯИ, г. Дубна);
• CERN (г. Женева, Швейцария);
• Фермилаб (Fermilab, Батавия, США);
• ЕНУ им. Л.Н. Гумилева (г. Астана);
• Clayton State University (г. Clayton, США);
• Технологический институт Карлсруэ (KIT, Карлсруэ, Германия).

Совместные исследования включают разработку и испытание детекторных систем, проведение экспериментальных измерений космического излучения, обмен научными данными и подготовку молодых специалистов.

Патенты

• Ережеп Н. О., Щепетов А. Л., Садуев Н. О., Мухамеджанов Е. С., Каликулов О. А., Утей Ш. Б., Шинбулатов С. К., Бақтораз А. Е. Блок сбора данных для регистрации космических лучей // Патент на полезную модель. г. Алматы, Республика Казахстан, № 10824–2025.
• Шинбулатов С. К., Садуев Н. О., Карибаев Б. А., Намазбаев Т. А., Щепетов А. Л., Бактораз А.Е., Утей Ш. Б. Двухполярная антенна для регистрации электромагнитных сигналов от широких атмосферных ливней // Патент на полезную модель. г. Алматы, Республика Казахстан, № 10950–2025.
• Шинбулатов С.К., Садуев Н. О., Щепетов А. Л., Федоров О. Л., Каликулов О. А., Утей Ш. Б., Ережеп Н. О., Безъязыков П. А. Система ранней регистрации радиоимпульсов широких атмосферных ливней // Патент на полезную модель. г. Алматы, Республика Казахстан, № 11021–2025.
• Утей Ш. Б., Ережеп Н. О., Щепетов А. Л., Садуев Н.О., Мухамеджанов Е. С., Каликулов О. А., Теміржанов Ә.Ә., Сопко И. М., Скокбаев Т.Ж., Бақтораз А.Е., Шинбулатов С.К. Установка для регистрации мюонных событий по совпадениям сигналов сцинтилляционных годоскопов // Патент на полезную модель. г. Алматы, Республика Казахстан, № 11095–2025.
• Ережеп Н. О., Садуев Н. О., Мухамеджанов Е. С., Каликулов О. А., Утей Ш. Б., Шинбулатов С.К., Бақтораз А. Е. Система сбора данных для ионизационных камер "Толчковой установки" // Патент на полезную модель. г. Алматы, Республика Казахстан, № 11132–2025.