ПЗС-матрица и космические частицы.

[Игорь Николаевич Карзанов]

Один мой знакомый, специализирующйся по видеонаблюдениям метеорных потоков часто стал обнаруживать на видео точечные вспышки, по яркости превышающие обычные метеоры. Мы узнали, что ПЗС может воспринимать некоторые частицы, но какие именно - неизвестно.
Есть ли какие-нибудь статьи о подобных наблюдениях.
Известно кому-нибудь, какие частицы может отобразить матрица?

[Игорь Николаевич Карзанов]

Ещё добавлю: почему-то некоторые из этих вспышек двойные, причём одинаковой величины. Может изображение частицы как-то искажается матрицей и раздваивается?

[Stepa]

Поток частиц космического происхождения на уровне моря состоит из отрицательных и положительных мюонов. По своему смыслу мюоны - это такие же электроны, только в 209 раз тяжелее. Эти частицы являются жесткими, то есть проникающая способность их очень высока. К примеру, 5000 м скального грунта - не самое существенное для них препятствие. Именно они обеспечивают так называемый "естественный радиационный фон".

Образуются же они в результате распада продуктов взаимодействия первичных галактических протонов высокой энергии с ядрами атмосферы Земли. Эти взаимодействия происходят на высотах около 15 км, и приводят к образованию заряженных пи-мезонов, которые, распадаясь, дают мюоны. Частицы эти нестабильны - время распада в покое для них составляет 2.2 мкс, поэтому их поток имеет существенную вариацию с зенитным углом - как косинус угла в квадрате. 

Для ПЗС-матриц космические лучи являются лишь помехой, поскольку могут создавать "горячие" пикселы на фотографиях.

[1212Lupus]

Первичные протоны (>80% от числа первичных космических лучей) рождают в атмосфере ливни частиц -- те самые pi+/pi- мезоны, которые дают вторичные космические лучи, из которых до поверхности Земли долетают в основном только мезоны. Но основное энерговыделение ливня происходит на большой высоте -- 20-15 км. За счёт того, что частицы ливня имеют огромные энергии, они способны генерировать Черенковское излучение в атмосфере. Это излучение распространяется в виде конуса с углом раствора alpfa=arccos(1/n*beta), где n -- показатель преломления воздуха на высоте образования ливня, beta = v/c, c -- скорость света, v -- скорость частицы. Излучение имеет непрерывный спектр с интенсивностью, обратно пропроциональной квадрату длины волны, т.е. чем меньше длина волны, тем больше интенсивность. Следовательно, Черенковское излучение имеет синеватый цвет. Если вы видели по телевизору репортажи с АЭС, то могли заметить подобное синеватое свечение из бассейна-отстойника рядом с реакторам, где хранятся отработанные стержни реактора -- пока их активность не спадёт то того уровня, когда их можно транспортировать на захоронение или переработку.
Матрица фотоаппарата имеет максимум чувствительности в зелёной области спектра (за счёт ипользования Баеровской матрицы), поэтому естественный цвет излучения от космических частиц может исказиться, но всё равно должени преобладать синий цвет.
К тому же интенсивность излучения очень слаба -- для её наблюдения надо довольно тёмное небо.
Почему вспышки двойные непонятно -- ливень, конечно, имеет некоторую ассиметрию, но максимум излучения должен распространяться по одному основному "каналу"... Возможно, это оптический эффект.

Касательно "горячих пикселей" -- они появляются при непосредственном попадании мезонов в метрицу, что вызывает ионизацию, повяление носителей електрон+дырка в полупроводнике, и как следствие -- засвечивание пиксела. Игорь Николаевич, эти вспышки точечные или имеют "размытие" на несколько пикселей?

Один мой знакомый, специализирующйся по видеонаблюдениям метеорных потоков часто стал обнаруживать на видео точечные вспышки, по яркости превышающие обычные метеоры.

Извиняюсь за оффтоп, а можно узнать кто этот знакомый? Он зарегистрирован на форуме? Просто метеоры -- область моих интересов, а метеорщиков очень мало, вот и ищу коллег на Востоке и Западе от Беларуси.

[SITH]

Один мой знакомый, специализирующйся по видеонаблюдениям метеорных потоков часто стал обнаруживать на видео точечные вспышки, по яркости превышающие обычные метеоры.

При проведении видеонаблюдений мы тоже наблюдали подобные вспышки, причём довольно часто. При разборе покадрово оказывалось, что эта вспышка есть только на 1 кадре. Потому мы списали это просто на глюк

[1212Lupus]

Потому мы списали это просто на глюк

Игорь, вы упустили свой шанс приобщиться к загадочному миру физики высоких энергий.

[Игорь Николаевич Карзанов]

Один мой знакомый, специализирующйся по видеонаблюдениям метеорных потоков часто стал обнаруживать на видео точечные вспышки, по яркости превышающие обычные метеоры.

Извиняюсь за оффтоп, а можно узнать кто этот знакомый? Он зарегистрирован на форуме? Просто метеоры -- область моих интересов, а метеорщиков очень мало, вот и ищу коллег на Востоке и Западе от Беларуси.

Его зовут Расхожев Владимир Нилович. Он преподаёт в ВГУ (не помню точно, но кажется, оптику), а также в нашем обществе. Я ни разу не видел его на форуме, но возможно он здесь зарегистрирован. Если вы захотите поговорить с ним о наблюдениях - я дам вам адрес его электронной почты.

[Stepa]

Игорь, вы упустили свой шанс приобщиться к загадочному миру физики высоких энергий.

Чтобы по-настоящему приобщиться, надо матрицу поставить направленной на горизонт. Средняя энергия мюонов из зенита примерно 2-3 ГэВ, а окологоризонтные собратья на порядок энергичнее. Только что те, что те оставят одинаковый горячий пиксел в матрице. :-)

[Игорь Николаевич Карзанов]

Выкладываю несколько фотографий таких вспышек. Здесь показаны двойные, тройные и размазанные на несколько пикселей. Разрешение фотографий небольшое (трафик ограничен), но иметь представление можно.