SOHO/ERNE- ja IMP-8/GME-instrumenttien ristiinkalibrointi yli 100 MeV:n protonienergioissa
Antila, Ville (2025-02-20)
SOHO/ERNE- ja IMP-8/GME-instrumenttien ristiinkalibrointi yli 100 MeV:n protonienergioissa
(20.02.2025)
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
suljettu
Julkaisun pysyvä osoite on:
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025022514127
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025022514127
Tiivistelmä
Tämä pro gradu -tutkielma keskittyy Auringon hiukkaspurkauksien (solar energetic particles, SEP) tutkimiseen hyödyntäen ERNE- ja GME-instrumenttien mittauksia. Aineistona käytettiin erityisesti SOHO-satelliitin ERNE-instrumentin vuosien 1996–2001 havaintoja sekä IMP-8-satelliitin GME-instrumentin dataa. Työssä tutkittiin korkeaenergisten hiukkaspurkauksien dynamiikkaa, energiaspektrejä ja korreloitiin tuloksia instrumenttien mittausten välillä käyttäen mm. RANSAC-menetelmää ja $\chi^2$-analyysiä.
Johdanto-osiossa kuvataan Auringon rakennetta, sen aktiivisuuteen liittyviä ilmiöitä, kuten hiukkaspurkauksia. Tässä osiossa myös esitetään yleisesti käytettyjen hiukkasilmaisimien toimintamekanismit. Data ja menetelmät -luvussa esitellään käytetyt mittalaitteet: SOHO:n ERNE- ja IMP-8:n GME-instrumentit. Lisäksi luvussa tarkastellaan käytettyjä laskennallisia menetelmiä, kuten ortogonaalista etäisyysregressiota (ODR), RANSAC-menetelmää poikkeavien havaintojen tunnistamiseen sekä $\chi^2$-analyysiä datan sovittamiseksi teoreettisiin malleihin.
Tutkielman tavoitteena oli arvioida efektiivinen energia ERNE-instrumentin syvimmälle AC1-kerroksen antikoinsidenssi-ilmaisimelle, joka on aiemmin toiminut vain hiukkaskilpenä. Tämä tehtiin korreloimalla ERNE-dataa GME-datan kanssa, jolla protonien differentiaalivuot 92.5–485~MeV on jaettu seitsemään energia-alueeseen. Analyysin perusteella löydettiin optimaaliset energiakanavat, 165.57~MeV ja 202.34~MeV, mutta havaitut $\chi^2$-arvot viittaavat poikkeamiin odotetusta mallista. Tuloksia verrattiin myös simulaatioihin, mutta GME:n energiakanavaa ei voitu pitää suoraan ERNE-laskurin vastinparina.
Johdanto-osiossa kuvataan Auringon rakennetta, sen aktiivisuuteen liittyviä ilmiöitä, kuten hiukkaspurkauksia. Tässä osiossa myös esitetään yleisesti käytettyjen hiukkasilmaisimien toimintamekanismit. Data ja menetelmät -luvussa esitellään käytetyt mittalaitteet: SOHO:n ERNE- ja IMP-8:n GME-instrumentit. Lisäksi luvussa tarkastellaan käytettyjä laskennallisia menetelmiä, kuten ortogonaalista etäisyysregressiota (ODR), RANSAC-menetelmää poikkeavien havaintojen tunnistamiseen sekä $\chi^2$-analyysiä datan sovittamiseksi teoreettisiin malleihin.
Tutkielman tavoitteena oli arvioida efektiivinen energia ERNE-instrumentin syvimmälle AC1-kerroksen antikoinsidenssi-ilmaisimelle, joka on aiemmin toiminut vain hiukkaskilpenä. Tämä tehtiin korreloimalla ERNE-dataa GME-datan kanssa, jolla protonien differentiaalivuot 92.5–485~MeV on jaettu seitsemään energia-alueeseen. Analyysin perusteella löydettiin optimaaliset energiakanavat, 165.57~MeV ja 202.34~MeV, mutta havaitut $\chi^2$-arvot viittaavat poikkeamiin odotetusta mallista. Tuloksia verrattiin myös simulaatioihin, mutta GME:n energiakanavaa ei voitu pitää suoraan ERNE-laskurin vastinparina.