Primary gamma ray selection in a hybrid timing/imaging Cherenkov array

This work is a methodical study on hybrid reconstruction techniques for hybrid imaging/timing Cherenkov observations. This type of hybrid array is to be realized at the gamma-observatory TAIGA intended for very high energy gamma-ray astronomy (>30 TeV). It aims at combining the cost-effective timing-array technique with imaging telescopes. Hybrid operation of both of these techniques can lead to a relatively cheap way of development of a large area array. The joint approach of gamma event selection was investigated on both types of simulated data: the image parameters from the telescopes, and the shower parameters reconstructed from the timing array. The optimal set of imaging parameters and shower parameters to be combined is revealed. The cosmic ray background suppression factor depending on distance and energy is calculated. The optimal selection technique leads to cosmic ray background suppression of about 2 orders of magnitude on distances up to 450 m for energies greater than 50 TeV.Comment: 4 pages, 5 figures; proceedings of the 19th International Symposium on Very High Energy Cosmic Ray Interactions (ISVHECRI 2016

The Effect of Atmospheric Pollution on Building Materials in the Urban Environment

Nowadays atmospheric pollution affects not only the urban environment in general, but building materials, which leads to their corrosion, in particular. The article discusses the regularities of the adhesion process of particulate matter (dust) on the vertical surfaces of buildings and structures, which are made of various building materials. On the basis of experimental studies, regression dependences of the adhesion of urban dust on different vertical surfaces from random determining factors were obtained. Thus, by studying the regularities of pollution of urban environment objects, made of various building materials, it is possible to achieve their preservation, since they demonstrate the architectural and design features of various historical periods of the country's development

Estimation of intraband and interband relative coupling constants from temperature dependences of the order parameter for two-gap superconductors

We present temperature dependences of the large and the small superconducting gaps measured directly by SnS-Andreev spectroscopy in various Fe-based superconductors and MgB$_2$. The experimental $\Delta_{L,S}(T)$ are well-fitted with a two-gap model based on Moskalenko and Suhl system of equations (supplemented with a BCS-integral renormalization). From the the fitting procedure, we estimate the key attribute of superconducting state \textemdash relative electron-boson coupling constants and eigen BCS-ratios for both condensates. Our results evidence for a driving role of a strong intraband coupling in the bands with the large gap, whereas interband coupling is rather weak for all the superconductors under study.Comment: 7 pages, 5 figures, accepted to J. Supercond. Novel Mag

Hamiltonian formalism in Friedmann cosmology and its quantization

We propose a Hamiltonian formalism for a generalized Friedmann-Roberson-Walker cosmology model in the presence of both a variable equation of state (EOS) parameter $w(a)$ and a variable cosmological constant $\Lambda(a)$, where $a$ is the scale factor. This Hamiltonian system containing 1 degree of freedom and without constraint, gives Friedmann equations as the equation of motion, which describes a mechanical system with a variable mass object moving in a potential field. After an appropriate transformation of the scale factor, this system can be further simplified to an object with constant mass moving in an effective potential field. In this framework, the $\Lambda$ cold dark matter model as the current standard model of cosmology corresponds to a harmonic oscillator. We further generalize this formalism to take into account the bulk viscosity and other cases. The Hamiltonian can be quantized straightforwardly, but this is different from the approach of the Wheeler-DeWitt equation in quantum cosmology.Comment: 7 pages, no figure; v2: matches the version accepted by PR

Моделирование ионизационных и эмиссионных процессов в высоковольтной электронно-ионной системе с холодным катодом и импульсным генератором ионов

Розроблено математичну модель високовольтної електронно-іонної системи низького тиску з холодним катодом та імпульсним плазмовим генератором іонів, розміщеним за анодом. Модель основана на системі кінетичних рівнянь, які описують часову динаміку іонізаційних процесів за участю електронів, іонів та нейтралів після перезарядження іонів у плоскому міжелектродному проміжку і емісійних процесів на електродах, включаючи відбиття швидких атомів від катода і електронів від анода. Числові розрахунки дали змогу виявити і дослідити режими несамостійного і самостійного розрядів, ініційованих імпульсною інжекцією іонів з боку анода при тисках газу відповідно нижче і вище деякого критичного значення. Для підтримки несамостійного розряду необхідний постійно працюючий генератор іонів. Генератор іонів можна відключати після ініціювання самостійного розряду, але тривалість перехідного процесу встановлення цього розряду можна скоротити збільшенням щільності струму іонів інжекції і тривалості імпульсу інжекції. Визначено розподіли за швидкостями і енергіями потоків високоенергетичних частинок, що йдуть на електроди, і динаміку зміни величини цих потоків у часі в різних перерізах міжелектродного проміжку. Отримані дані використовуються при розробленні імпульсних електронних та іонних джерел і пристроїв термоіонного осадження матеріалів, зокрема для виробництва електромагнітних метаматеріалів.This paper develops the mathematical model of high-voltage low-pressure electron-ion system with a cold cathode and a pulse plasma ion generator disposed behind an anode. The model is based on kinetic equations describing time dynamics of ionization processes in the plane electrode gap with participation of electrons, ions and neutral species after ion charge exchange, as well as electrode emission processes, including reflection of atoms from cathode and electrons from anode. Numerical calculations allowed revealing and studying regimes of non-self-maintained and self-maintained discharges initiated by pulse injection of ions from the anode at gas pressures, accordingly, below and above some critical value. Continuously operating ion generator is needed to maintain the non-self-maintained discharge. The ion generator may be switched off after initiating the self-maintained discharge but duration of transient process of establishing this discharge can be shorted by increase of injected ion current density and injection pulse duration. Velocity and energy distributions of flows of high-energy particles going to the electrodes and time dynamics of variation of these flows are determined in different sections of the electrode gap. The obtained data is used for developing pulse electron and ion sources as well as of devices for thermo-ion deposition of materials in particular for manufacturing electromagnetic metamaterials.Разработана математическая модель высоковольтной электронно-ионной системы низкого давления с холодным катодом и импульсным плазменным генератором ионов, расположенным за анодом. Модель основана на системе кинетических уравнений, описывающих временную динамику ионизационных процессов с участием электронов, ионов и нейтралов после перезарядки ионов в плоском межэлектродном промежутке и эмиссионных процессов на электродах, включая отражение быстрых атомов от катода и электронов от анода. Численные расчеты позволили выявить и исследовать режимы несамостоятельного и самостоятельного разрядов, инициируемых импульсной инжекцией ионов со стороны анода при давлениях газа соответственно ниже и выше некоторого критического значения. Для поддержания несамостоятельного разряда необходим постоянно работающий генератор ионов. Генератор ионов можно отключать после инициирования самостоятельного разряда, но длительность переходного процесса установления этого разряда можно сократить увеличением плотности тока инжектируемых ионов и длительности импульса инжекции. Определены распределения по скоростям и энергиям потоков высокоэнергетичных частиц, идущих на электроды, и динамика изменения величины этих потоков во времени в различных сечениях межэлектродного промежутка. Полученные данные используются при разработке импульсных электронных и ионных источников и устройств термоионного осаждения материалов, в частности для изготовления электромагнитных метаматериалов

Evidence of a multiple boson emission in Sm1−x_{1-x}Thx_xOFeAs

We studied a reproducible fine structure observed in dynamic conductance spectra of Andreev arrays in Sm$_{1-x}$Th$_x$OFeAs superconductors with various thorium concentrations ($x = 0.08 - 0.3$) and critical temperatures $T_c = 26-50$\,K. This structure is unambiguously caused by a multiple boson emission (of the same energy) during the process of multiple Andreev reflections. The directly determined energy of the bosonic mode reaches $\varepsilon_0 = 14.8 \pm 2.2$\,meV for optimal compound. Within the studied range of $T_c$, this energy as well as the large $\Delta_L$ and the small $\Delta_S$ superconducting gaps, nearly scales with critical temperature with the characteristic ratio $\varepsilon_0/k_BT_c \approx 3.2$ (and $2\Delta_L/k_BT_c \approx 5.3$, correspondingly) resembling the expected energy $\Delta_L + \Delta_S$ of spin resonance and spectral density enhancement in $s^{\pm}$ and $s^{++}$ states, respectively.Comment: 10 pages, 4 figure