Urychlené částice z pohledu sluneční rentgenové emise Elektronová spektra

Podobné dokumenty
Urychlené částice z pohledu sluneční rentgenové emise Brzdné záření

Urychlené částice z pohledu sluneční rentgenové emise

Princip metody Transport částic Monte Carlo v praxi. Metoda Monte Carlo. pro transport částic. Václav Hanus. Koncepce informatické fyziky, FJFI ČVUT

Interakce laserového impulsu s plazmatem v souvislosti s inerciální fúzí zapálenou rázovou vlnou

Aplikace jaderné fyziky (několik příkladů)

Záření KZ. Význam. Typy netermálního záření. studium zdrojů a vlastností KZ. energetické ztráty KZ. synchrotronní. brzdné.

Detekce nabitých částic Jak se ztrácí energie průchodem částice hmotou?

Vnitřní magnetosféra

Elektronová Mikroskopie SEM

2. FYZIKÁLNÍ ZÁKLADY ANALYTICKÉ METODY RBS

Balmerova série. F. Grepl 1, M. Benc 2, J. Stuchlý 3 Gymnázium Havlíčkův Brod 1, Gymnázium Mnichovo Hradiště 2, Gymnázium Šumperk 3

Koróna, sluneční vítr

Úvod do laserové techniky KFE FJFI ČVUT Praha Michal Němec, Plynové lasery. Plynové lasery většinou pracují v kontinuálním režimu.

Urychlení KZ. Obecné principy, Fermiho urychlení, druhý řád, první řád, spektrum

Elektromagnetické záření. lineárně polarizované záření. Cirkulárně polarizované záření

Pohyby částic ve vnějším poli A) Homogenní pole. qb m. cyklotronová frekvence. dt = = 0. 2 ω PČ 1

elektrony v pevné látce verze 1. prosince 2016

Koróna, sluneční vítr. Michal Švanda Sluneční fyzika LS 2014/2015

Praktikum III - Optika

Úloha 21: Studium rentgenových spekter

Kosmické záření. Dalibor Nedbal ÚČJF.

Spektroskopie Slunce. Michal Švanda. Astronomický ústav MFF UK Astronomický ústav AV ČR. Spektroskopie (nejen) ve sluneční fyzice LS 2011/2012

Základy Mössbauerovy spektroskopie. Libor Machala

11. Koróna, sluneční vítr

Jiří Oswald. Fyzikální ústav AV ČR v.v.i.

Numerické simulace v astrofyzice

Spektroskopie subvalenčních elektronů Elektronová mikroanalýza, rentgenfluorescenční spektroskopie

Laserová technika prosince Katedra fyzikální elektroniky.

Šum a jeho potlačení. Michal Švanda. Astronomický ústav MFF UK Astronomický ústav AV ČR. Spektroskopie (nejen) ve sluneční fyzice LS 2011/2012

Úvod do fyziky plazmatu

Martin Chudoba. Seminář - Stochastické modelování v ekonomii a financích KPMS MFF UK. dluhopisů pomocí. Black-Scholesova modelu. M.Chudoba.

PRAKTIKUM II. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. úlohač.10 Název: Hallův jev. Pracoval: Lukáš Ledvina

Jak se pozorují černé díry? - část 3. Astrofyzikální modely pro rentgenová spektra

Pozorování Slunce s vysokým rozlišením. Michal Sobotka Astronomický ústav AV ČR, Ondřejov

Slitiny titanu pro použití (nejen) v medicíně

Úvod do fyziky tenkých vrstev a povrchů. Spektroskopie Augerových elektron (AES), elektronová mikrosonda, spektroskopie prahových potenciál

10. Sluneční skvrny. Michal Švanda. Astronomický ústav MFF UK Astronomický ústav AV ČR. Sluneční fyzika LS 2007/2008

Fyzika atomového jádra

b) Maximální velikost zrychlení automobilu, nemají-li kola prokluzovat, je a = f g. Automobil se bude rozjíždět po dobu t = v 0 fg = mfgv 0

Sluneční fyzika. Vojtěch Sidorin. Praha,

Matematika III 10. týden Číselné charakteristiky střední hodnota, rozptyl, kovariance, korelace

Balmerova série vodíku

počátek 17. století, Johannes Kepler: 19. století: počátek 20. století: 1951, Ludwig Biermann:

Osnova. Stimulovaná emise Synchrotroní vyzařování Realizace vyzařování na volných elektronech FLASH XFEL

Slunce ve vysokoenergetických oblastech spektra

Stručný úvod do spektroskopie

Vlny v plazmatu. Narušení rovnováhy, perturbace se šíří prostorem => vlny Vlna musí být řešením příslušných rovnic plazmatu => módy

Základy spektroskopie a její využití v astronomii

Zajímavé vlastnosti sluneční atmosféry: magnetická a rychlostní pole

Atom vodíku. Nejjednodušší soustava: p + e Řešitelná exaktně. Kulová symetrie. Potenciální energie mezi p + e. e =

(2) [B] Nechť G je konečná grupa tvořena celočíselnými maticemi roměru 2 2 s operací násobení. Nalezněte všechny takové grupy až na izomorfizmus.

Singulární rozklad aplikace v image deblurring

Úloha 4: Totální účinný průřez interakce γ záření absorpční koeficient záření gama pro některé elementy

Diskontinuity a šoky

Kvantová mechanika ve 40 minutách

Kovy - model volných elektronů

Fotoelektronová spektroskopie Instrumentace. Katedra materiálů TU Liberec

Senzory ionizujícího záření

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

Matematická rozcvička pro KMA/MAT1 a KMA/MT1

Interakce fluoroforu se solventem

Fyzika atomového jádra

Jak vyrobit monochromatické Slunce

Emisní spektrální čáry atomů. Úvod do teorie a dvě praktické aplikace

Modely selektivní interakce a jejich aplikace

Poznámky k Fourierově transformaci

Systémy pro využití sluneční energie

Plazma. magnetosféra komety. zbytky po výbuchu supernovy. formování hvězdy. slunce

Daniel Franta. jaro Ústav fyzikální elektroniky, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita

Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK

Měření absorbce záření gama

SPEKTRÁLNÍ METODY. Ing. David MILDE, Ph.D. Katedra analytické chemie Tel.: ; (c) David MILDE,

Balmerova série, určení mřížkové a Rydbergovy konstanty

PRAKTIKUM IV Jaderná a subjaderná fyzika

VLASTNOSTI KAPALIN. Část 2. Literatura : Otakar Maštovský; HYDROMECHANIKA Jaromír Noskijevič; MECHANIKA TEKUTIN František Šob; HYDROMECHANIKA

SEMESTRÁLNÍ PRÁCE. Leptání plasmou. Ing. Pavel Bouchalík

Obsah PŘEDMLUVA...9 ÚVOD TEORETICKÁ MECHANIKA...15

Světlo jako elektromagnetické záření

Šíření tepla. Obecnéprincipy

Kosmické záření. Dalibor Nedbal ÚČJF nedbal(at)ipnp.troja.mff.cuni.cz.

Úloha č. 1: CD spektroskopie

INTERAKCE IONTŮ S POVRCHY II.

Jak se pozorují černé díry? - část 2. Základy rentgenové astronomie

Theory Česky (Czech Republic)

Experimentální metody ve fyzice vysokých energií Alice Valkárová

Světlo x elmag. záření. základní principy

Detekce a spektrometrie neutronů

ZÁŘENÍ V ASTROFYZICE

dvojí povaha světla Střední škola informatiky, elektrotechniky a řemesel Rožnov pod Radhoštěm Název školy Předmět/modul (ŠVP) Vytvořeno listopad 2012

Vzdálenosti a východ Slunce

Prověřování Standardního modelu

Projekty - Vybrané kapitoly z matematické fyziky

Elektronový obal atomu

Historie zapsaná v atomech

Slunce zdroj energie pro Zemi

TERMOMECHANIKA 15. Základy přenosu tepla

Plazma v kosmickém prostoru

Řešení úloh krajského kola 60. ročníku fyzikální olympiády Kategorie A Autoři úloh: J. Thomas (1, 2, 3), V. Vícha (4)

Rentgenová spektrální analýza Elektromagnetické záření s vlnovou délkou 10-2 až 10 nm

13. Spektroskopie základní pojmy

Transkript:

Urychlené částice z pohledu sluneční rentgenové emise Elektronová spektra Jana Kašparová Astronomický ústav AV ČR, Ondřejov kasparov@asu.cas.cz Vybrané kapitoly z astrofyziky, MFF UK, 8. listopadu 2006

forward fitting parametrizace F(E), 0(E 0 ) double power-law, isotermální plasma,... δ 1, δ 2, nv F, T, EM,... I(ɛ) F(E)

hledání řešení rce Kramers σ(ɛ, E) pro fyzikální F ill-posed úloha I(ɛ)= nv 4πR 2 neexistuje jediné řešení ill-conditioned úloha ɛ F(E) E = 0: d[i(ɛ)ɛ]/dɛ F(E)σ(ɛ,E)dE 4πR 2 nv 0 [ d[i(ɛ)ɛ] dɛ ] ɛ=e AF=I ɛ,dalšívizbrown&emslie(1988) nestabilní vzhledem k šumu v I(ω frekvence šumu v energii) F L(ɛ)=I(ɛ)ɛ=L 0 (ɛ)+l 1 exp(iωɛ) F = ωl 1 vysokofrekveční šum degraduje řešení ostrá struktura v F je potlačena díky integračnímu kernelu σ L 0 ω nutnost vysokého spektrálního rozlišení a vysokého poměru signálu k šumu

potlačení numerické nestability řešení pro problém nejmenších čtverců + podmínky na řešení(tichonovova regularizace) I 2 + λ LF 2 =min AF λ Lagrangeův multiplikátor, regularizační parametr řešeníf λ pomocígsvd(generalisedsingularvaluedecomposition) hodnota λ např. pomocí discrepancy principle nebo cumulative residuals operátor L L L AFλ I 2 = δi 2 S k λ=1/k k rλ i i=1 1, zero order regularisation, podmínka na celkový tok D 1,firstorderregularisation,diferencovatelnost F(proodvození [ ] d F(E) de E 0 0) L D 2,secondorderregularisation,diferencovatelnost 0

inverze I(ɛ) F(E), N E > N ɛ elektronoenergii E > ɛpřispívákfotonovéemisina ɛ fotonové spektrum obsahuje informace o elektronovém spektru na větším energetickém rozsahu forward fitting = high order regularisation D k,redukceřešenína N krozměr řešení popsáno několika parametry(např. 5-ti pro tenký terč) inverze C(e) I(ɛ) regularizovaná inverze detector response matrix inverze C(e) F(E) regularizovaná inverze detector response matrix + bremsstrahlung index γ(ɛ)(kontar& MacKinnon, 2005) formulace podobná second order regularisation

I(ɛ) F(E) zero order Piana et al.(2003) C F(E) zero, first, second order Kontar et al.(2005)

Blindpaper -Brownetal.(2006)

ztráta energie svazku: dominují Coulombické srážky, zejména e-e 2-částicová srážka: M- terč, m testovací částice, ionizovaný terč ( de 1 m dt E M nv dv 1 dt E 2 1+ m ) nv 2 M srážky:e-e,e-p,zanedbáníčlenů m e /m p de dt = C E nv dv dt = pouzee-evčlenude/dt 3C 2E 2 nv2 C lnλ dn= nv z dt, µ=v z /v,dv z = µdv de dn = C µe dµ dn = C E 2 µ = E E= E µ 0 E 0 0 ( 1 3CN µ 0 E0 2 ) 1/3 elektrony jsou zabržděny na sloupcové hustotě N stop = µ 0 E 2 0/3C 10 17 µ(e 0 /kev) 2 cm 2 µ = 0(isotropické rozdělění)

energydepositrate I B (N)[ergcm 3 s 1 ] de I B (N)= n e dt de= n µf(e) E E de dn de F(E)=n e(e)v e rce kontinuity pro elektronový tok podél směru z, µf(e)de= µ 0 F 0 (E 0 )de 0 F 0 (E 0 )= (δ 0(E 0 )/S= F 0 (E 0 ) ( ) δ E0 2) : E E c E c E c 0: E < E c I B (N)=Cn E 0 E 0 (1 F 0 (E 0 ) 3CN µ 0 E 2 0 ) 2/3 de 0 = 1 2 Cn(δ 2) E 2 c B x (δ/2,1/3) ( ) δ/2 N N c x=min(3cn/µ 0 E 2 c,1), N c = µ 0 E 2 c/3c, B x nekompletníbetafunkce B x (a,b)= x 0 ya 1 (1 y) b 1 dy

Energydepositrate I B (N) N N c : I B (0) nenízměna F 0 Cn(δ maximumvn= µ 0 E 2 c/3c 2) roste díky zpomalování elektronů /(E 2 cδ), pro N > N c pokleskvůliúbytkuelektronů ze svazku N tr sloupcováhustotapřechodovéoblasti(strmýnárůstteploty), N c elektronyse 0 konduktivníztráty tokvsxt(t) N tr 3CN tr /µ 0 ohřívajíkoronu,kdejenízká n,pomalézářivé, korona akumuluje energii, Neupertův efekt t tokvhxr(t)dt elektronyse 0 > 3CN tr /µ 0 ohřívajíchromosféru,expanzeplasmy chromosphericevaporation,nárůst N tr, E tr,poklesúčinnostiohřevu

spektra z jednotlivých hard X-ray zdrojů, v závislosti na výšce z model tlustého terče: hard X-ray zdroj v koroně(tenký terč) a silná hard X-ray emise z chromosféry Emslie et al.(2003) γ N γ S 0.3 šíření svazku skrz větší N větší hustota v S-části smyčky, větší vzdálenost od místa urychlení

Odvození n(z) z pozic hard X-ray zdrojů Brown et al. (2002), Aschwanden et al. (2002) limitnípřípad µ 1 E(E 0,N)= E 2 0 2CN fotony s energií ɛ produkovány elektrony oenergii E ɛ(strmé elektronové spektrum) N(ɛ) ɛ 2 2C N(z) ɛ 2 (z) 2C n(z)= dn/dz určení pozice centroidu zdroje v ɛ z(ɛ) ɛ a n(z) Aschwanden et al.(2002)

Odvození de/dz ze spekter hard X-ray simulovaná data, Emslie et al.(2001) rce kontinuity d dz E 2 (z) E 1 (z) F(E,z)dE=0 de dz = 1 F(E,z) F(E,z) z de ztráta energie de dz 1 E α 0.5 < α <1.5 Coulombovské srážky, zcela ionizovaný terč: α=1 inverze simulovaných fotonových spekter F(E,z),dE/dz Emslie et al.(2001)

Tandberg-Hanssen, E.& Emslie, A. G.: The physics of solar flares, Cambridge University Press, 1988 Solar Magnetic Phenomena- Proceedings of the 3rd Summerschool and Workshop held at the Solar Observatory Kanzelhöhe, Astronomy and Astrophysics Space Science Library, Vol. 320, 2005 Letní škola o sluneční fyzice vysokých energií http://hesperia.gsfc.nasa.gov/summerschool/lectures.html G. Holman: Nonthermal Hard X-Ray Radiation from Solar Flares: Observations and Models A. G. Emslie: Particle Transport Aschwanden,M.J.etal.:2002,Sol.Phys.,210,p.383 Brown,J.C.&Emslie,A.G.:1988,ApJ,331,p.554 Brown,J.C.etal.:2002,Sol.Phys.,210,p.373 Brown,J.C.etal.:2006,ApJ,643,p.523 Emslie,A.G.etal.:2001,ApJ,557,p.921

Emslie,A.G.etal.:2003,ApJ,595,p.L107 Kontar,E.P.etal.:2004,Sol.Phys.,225,p.293 Piana,M.etal.:2003,ApJ,595,p.L127