Based on models of the electronic kinetics of triplet and singlet states of molecular nitrogen and singlet states of molecular oxygen for the Earth’s middle atmosphere, we calculated the intensity profiles of the bands of the first and second positive N2 systems, the Lyman–Birge–Hopfield N2 bands, and the infrared O2 bands in the case of precipitation of high-energy protons during the GLE65, GLE67, GLE69, and GLE70 events of solar cycle 23. Calculations have shown that almost over the entire interval of altitudes of 20–80 km, there is a significant contribution from the processes of quenching some electronically excited states of N2 and O2 during molecular collisions. The kinetics of O2 singlet states at the altitudes of the middle atmosphere during proton precipitation is considered taking into account both direct excitation by high-energy particles and intermolecular processes of electron excitation transfer.

Релятивистские энергетические протоны обнаруживаются наземными нейтронными мониторами, размещенными в полярных областях. Использование данных сети нейтронных мониторов позволяет определять спектры высокоэнергичных протонов, выбрасываемых в атмосферу Земли во время Ground Level Enhancements (GLE). В настоящей работе рассмотрены механизмы образования колебательно-возбужденных молекул окиси азота NO на высотах средней атмосферы Земли при высыпании высокоэнергичных протонов. Расчеты сделаны для события GLE69 (20.01.2005). Основные результаты этих расчетов состоят в следующем. Проведен расчет колебательных заселенностей NO(X2Π,v=1-20) во время события GLE69 на высотах средней атмосферы, Показано, что химическая реакция метастабильного атомарного азота N(2D) с молекулярным кислородом О2 является основным механизмом образования колебательно-возбужденных молекул окиси азота NO(X2Π,v>0) и излучения 5.3 мкм и 2.7 мкм инфракрасных полос NO на высотах потери энергии высыпающихся протонов. Свечение данных инфракрасных полос происходит при спонтанных одноквантовых Δv=1 и двухквантовых Δv=2 переходах в колебательно-возбужденной молекуле NO(X2Π,v>0). Рассчитанные интенсивности излучения 5.3 мкм сравниваются с экспериментальными данными прибора SABER TIMED, полученными во время GLE69 20 января 2005 г. Сравнение показывает, что рассчитанные интенсивности объемного излучения превышают экспериментальные значения.

В ПГИ разработан и создан портативный спектрометр гамма-излучения на диапазон 0.1-4 МэВ. За основу взят ранее созданный стационарный спектрометр гамма-излучения. Назначение спектрометра: измерение дифференциальных спектров в событиях возрастания потока гамма-излучения, вызываемых осадками, в поездках и экспедициях. С помощью этого спектрометра в теплый сезон в течение двух месяцев проводился мониторинг спектров гамма-излучения в средних широтах. Зарегистрировано несколько событий возрастания гамма-излучения во время гроз, измерен спектр излучения. Проведен анализ и сравнение со спектрами во время возрастаний в Апатитах, дано объяснение отличиям.

В настоящей работе рассмотрена кинетика триплетных (A3Σu+, B3g, W3Δu, B'3Σu–, C3u) состояний молекулярного азота и синглетных (a1Δg, b1Σg+) состояний молекулярного кислорода на высотах средней атмосферы во время вторжения высокоэнергичных протонов. При этом были учтены процессы прямого электронного возбуждения вторгающимися в атмосферу высокоэнергичными протонами и вторичными электронами, процессы спонтанного излучения, а также перенос энергии возбуждения молекул между электронно-возбужденными состояниями N2 и О2 при молекулярных столкновениях. Константы скоростей переноса энергии возбуждения между электронно-возбужденными состояниями молекулярного азота и кислорода при столкновениях с молекулами N2 и О2 были теоретически рассчитаны согласно квантово-химическим приближениям. Впервые рассмотрена кинетика синглетных состояний О2 на высотах средней атмосферы как с учетом прямого возбуждения высокоэнергичными протонами и вторичными электронами, так и с учетом процессов переноса электронного возбуждения с метастабильного молекулярного азота N2(A3Σu+,v=0) на состояния Герцберга О2 и перераспределения энергии возбуждения между колебательными уровнями синглетных состояний при неупругих молекулярных столкновениях. Показано, что доминирующий вклад в возбуждение O2(a1Δg) и O2(b1Σg+) вносят процессы прямого электронного возбуждения.

На Саянском спектрографическом комплексе космических лучей на станции космических лучей Иркутск-3 (гора Хулугайша, Восточные Саяны, 3000 м) в 2019 году была запущена в работу дополнительная секция нейтронного монитора (НМ). Ее особенностью является оснащенность скоростной системой сбора данных, созданной в ПГИ. Скоростная система фиксирует время появления каждого электрического импульса от НМ с точностью 1 мкс. Созданные программы обработки позволяют находить в общем массиве данных различные кластеры импульсов, связанные с процессами в НМ или в космических лучах. Это могут быть события множественности числом,появления адронного ствола широкого атмосферного ливня и др. Эта система сбора уже работает на ряде НМ. Впервые скоростная система сбора установлена на столь высокогорном НМ. Обнаружены отличия событий множественности НМ и представлено возможное объяснение.