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GRID夏令营(2022)结营

天格计划 GRID天格计划 2024-03-21


经过2天10门课程和多天的线上答疑与线下实操考核,2022“天格计划”线上培训营(Online Summer Camp 2022)日前顺利结营。


本次培训营共有来自50所高校的200多位本科生和研究生同学,以及少量高中生参加;活动由清华大学、四川大学、南京大学三校的天格计划学生团队联合主办,主讲由三校的同学们共同担当;并邀请了两位天格联盟导师、伽马射线暴领域的专家的学术讲座:俞云伟老师(华中师范大学教授、物理科学与技术学院副院长)、熊少林老师(中科院高能所研究员、GECAM卫星首席科学家)。课程内容从伽马暴天文学、探测器原理、卫星载荷电子学到科学数据处理,帮助国内各高校天格计划兴趣团队的成员和感兴趣本科生了解项目全貌和快速上手。


夏令营报名营员学校及地域分布


天格团队介绍

天格计划,全称“空间分布式伽马射线暴探测网”(Gamma Ray Integrated Detectors, GRID),是一个以学生为主体的、面向基础科学前沿的真正科学项目,同时也是一个理工学科交叉的基础科学人才培养项目。天格计划旨在构建一个利用立方星搭载的、覆盖全天的伽马射线暴探测网络,首要观测目标是中子星并合产生的短伽马射线暴(引力波电磁对应体)样本。


课程回顾

1

《GRID“天格计划”及各高校的进展》

——曾鸣老师(清华大学)

首先,曾鸣老师为同学们回顾了天格计划的由来和发展历程,展示了天格计划目前主要的工作内容以及近期取得的成果,还介绍了天格联盟各高校的最新进展,并展望了南京大学、四川大学、北京师范大学即将发射载荷的计划。曾老师通过天格计划一代又一代成员奋斗与传承的故事,分享了天格计划的精神,勉励同学们勇于挑战并克服困难。


2

《伽马射线暴研究概述》

——俞云伟老师(华中师范大学)

来自华中师范大学的俞云伟老师向同学们介绍了什么是伽马暴,以及伽马暴研究的历史和现状,包括伽马暴的起源、伽马暴的余辉、伽马暴瞬时辐射的性质等。俞老师还介绍了多波段多信使天文学的概念,指出伽马暴与其他类型的观测相结合能够产出很有价值的研究成果。


3

《空间伽马暴探测项目概览》

——熊少林老师(中科院高能所)

来自中科院高能物理研究所的熊少林老师向同学们普及了伽马暴探测的基本知识,并介绍了国际上伽马暴空间探测的历史和主要探测项目,之后与同学们介绍了我国在伽马暴探测领域的最新发展情况和未来规划,令同学们获益匪浅。



4

《闪烁体探测器基本原理》

——郑泽坤同学(四川大学)

来自四川大学的郑泽坤同学向同学们介绍了在天格计划中辐射探测的基本原理,其中包括了伽马射线与物质的相互作用、闪烁体发光原理、常用的光电转换器件(PMT、SiPM)的工作原理。最后介绍了天格计划中闪烁体的选型以及相关测试内容。


5

《卫星载荷电路设计》

——潘晓凡同学(清华大学)

潘晓凡同学首先介绍了电路设计相关的基本概念,然后以天格的电路设计为例,详细阐述了电路设计的基本准则、方法及步骤。随后潘晓凡同学介绍了天格电路的整体结构,以及硬件电路在整个伽马暴探测项目中所起的作用。


6

《探测器控制系统开发方法》

——郑煦韬同学(清华大学)

郑煦韬同学的课程主要讲解了MCU和数字电路的基本知识,并简要展示天格探测器所用MCU的固件架构。随后,郑煦韬同学带大家从搭建开发环境、编写最简单的点亮LED灯的程序开始,上手MCU固件开发。


7

《探测器标定与模拟》

——潘晓凡同学(清华大学)

潘晓凡同学向大家阐述了探测器的标定实验与模拟对于后续科学分析的重要作用,介绍了天格探测器在发射前所经过的各项标定实验,并向大家展示了如何根据模拟和标定的结果来定量描述探测器数据与射线真实能量之间的关系。


8

《卫星观测计划与下行数据处理》

——刘亦晖同学(清华大学)

刘亦晖同学讲解了在轨卫星观测的工作内容及指令的生成和校验和卫星在工作时观测的限制条件,以及使用GRID-pipeline处理数据的框架和流程。


9

《观测数据中伽马暴的搜索》

——李龙昊同学(清华大学)

李龙昊同学向大家介绍了天格数据中暴发的搜索流程,包括基于贝叶斯块方法的对候选暴发区段的筛选,根据时间信息、能谱拟合、位置信息等与其它探测器结果进行比对。


10

《伽马暴:从观测数据到科学》

——张子键同学(南京大学)

来自南京大学的张子键同学向大家介绍了伽马暴数据的获取与基本的光变曲线和能谱数据处理,并介绍了如何从理论模型出发对观测的数据进行拟合,进而对伽马暴进行科学研究,并以GRB 220408B为例简单为大家呈现了这一过程。



课程作业展示

作业1

基本:点亮三色LED灯,使三种颜色交替闪烁,具体颜色顺序不限,包含至少两个闪烁周期

进阶:利用TPM模块输出的PWM波控制LED灯亮度,实现三色呼吸灯,具体颜色顺序不限


单片机作业基本要求

杨智超 北京师范大学


单片机作业进阶要求

朱倩瑶 中山大学


作业2

阅读 Fermi 文档 第108页,读取 Fermi.fit 文件,绘制2620s-2700s区间内,bin宽为0.2s的光变曲线以及双log坐标轴能谱


GRB-210121A 光变曲线与能谱(数据来源:Fermi)

韩炎宋 清华大学


2022天格夏令营完美收官,期待更多对高能天体物理和粒子探测感兴趣的同学加入“天格计划”



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