Doğu Anadolu Gözlemevi (DAG) yerleşkesi'nde kozmik ışınların tespiti ve astronomik aygıtlarına etkisi
Detection of cosmic rays at the Eastern Anatolia Observatory (DAG) site and its effect on astronomical devices
Yazar: AHMET POLATOĞLU
Danışman: PROF. DR. CAHİT YEŞİLYAPRAK ; PROF. DR. MİTHAT KAYA
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Astronomi ve Astrofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Astronomi ve Uzay Bilimleri = Astronomy and Space Sciences ; Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: CCD = CCD ; Doğu Anadolu = Eastern Anatolia ; Gözlemevi = Observatory ; Kozmik ışınlar = Cosmic rays ; Müonlar = Muon ; Sintilasyon = Scintillation

Özet:
Amaç: Bu çalışmada, astroparçacık alanında çok önemli bir konu olan kozmik ışınları, özelde müon parçacıklarını, Doğu Anadolu Gözlemevi (DAG) yerleşkesinde ve farklı noktalarda ölçmek, bölgenin kozmik ışın akı haritasını çıkarmak ve bunun neticesinde düzenli veri alan bir kozmik ışın istasyonu kurmak amaçlanmıştır. Kurulan dedektörler ile uzun periyotlu yapılacak ölçümlerde, kozmik ışınların astronomik gözlemlere ve astronomik aygıtlara nasıl etki ettiğinin incelenmesi ve Güneş aktivitesi, Koronal Kütle Atımı, Nova ve Süpernova gibi astrofiziksel olayların kozmik ışınlar ile bağlantısının incelenmesi amaçlanmaktadır. 
Yöntem: Bu çalışmada kozmik ışınların ölçümü plsatik sintilatör ve fotoçoğaltıcı sensör ile tasarlanan kozmik ışın dedektörü ve CCD kamera ile yapılmıştır. Kozmik ışın dedektörü verileri alınırken Uçuş Zamanı (Time of Flight/TOF) metodu kullanılmıştır. Bu yöntem, iki plastik sintilatör arasından geçen parçacığın uçuş süresini hesaplayarak ve parçacık sayımı yaparak akı elde edilmesini sağlamaktadır. İkinci aşamada ise CCD kamera ile alınan Kara Akım (Dark) görüntüleri üzerinde sıcak pikseller temizlenmiştir. Ardından belirli bir seviyenin üzerinde parlaklık gösteren piksel öbekleri kozmik müon ışını izleri olarak tespit edilmiştir.
Bulgular: Tez çalışması sonucunda elde edilen verilere göre kozmik ışınların deniz seviyesinden yükseklere çıkıldıkça ve ekvatordan kutuplara gittikçe arttığı gözlenmiştir. Kozmik ışınların sürekli aynı oranda Dünya'ya ulaşmadığı, akıyı etkileyen birçok fiziksel ve astrofiziksel parametrenin olduğu görülmüştür. Ayrıca CCD kamera üzerine düşen kozmik müon izleri sayılmış ve akı oranı çıkartılmıştır. Bu parçacıkların CCD görüntülerinde bir dezenformasyona yol açtığı ve yazılımlar ile temizlenmesi gerektiği bilinmektedir. Fakat teleskoplardaki CCD kameraların aynı zamanda bir kozmik ışın algılayıcısı olduğu ve depolanan binlerce kara akım verisi ile kozmik ışın çalışmalarının yapılabileceği gösterilmiştir.
Sonuç: Bu tez kapsamında Türkiye'nin en büyük gözlemevi projesi olan Doğu Anadolu Gözlemevi (DAG) Yerleşkesi'nde kozmik müon ışınlarının tespiti, analizleri ve sürekli çalışan bir kozmik ışın istasyonunun kurulabilmesi için bir dedektör tasarlanmıştır. Dedektörün testleri yapılmış, DAG yerleşkesinin yanı sıra Antarktika, Mersin ve Atatürk Üniversitesi ATA50 Teleskobu'nda olmak üzere farklı koordinat ve yüksekliklerde kozmik ışın akı profilleri çıkartılmıştır. Kozmik ışınların CCD kameralar üzerinde bıraktığı izler yazılan python kodları ile tespit edilerek parçacıkların astronomik aygıtlara etkisi incelenmiştir.

Abstract:
Purpose: The aim of this study is to measure cosmic rays, especially muon particles, which is a very important issue in the field of astroparticles, at the Eastern Anatolia Observatory (DAG) campus and at different points, to create a cosmic ray map of the region and as a result, to establish a cosmic ray station that receives regular data.
Method: In this study, the measurement of cosmic rays was made with a scintillation detector and a CCD camera. Scintillation detector data were acquired using the Time of Flight (TOF) method. This method provides flux by calculating the flight time of the particle passing between two plastic scintillators and counting the particles. In the second stage, hot pixels were cleaned on Dark images taken with CCD cameras. Then, clusters of pixels showing brightness above a certain level were detected as cosmic rays.
Findings: According to the data obtained as a result of the thesis study, it has been observed that cosmic rays increase above sea level and from the equator to the poles. It has been seen that cosmic rays do not reach the Earth at the same rate all the time, and there are many physical and astrophysical parameters that affect the flux. In addition, the cosmic muon traces falling on the CCD camera were counted and the flux ratio was calculated. It is known that these particles cause disinformation in CCD images and should be cleaned with software. However, it has been shown that CCD cameras in telescopes are also cosmic ray detectors and that cosmic ray studies can be done with millions of Dark data stored.
Results: Within the scope of this thesis, a detector was designed for the detection and analysis of cosmic muon rays and the establishment of a continuously operating cosmic ray station at the Eastern Anatolia Observatory (DAG) campus, which is Turkey's largest observatory project. The detector's tests were carried out, and cosmic ray flux profiles were obtained at different coordinates and heights, in Antarctica, Mersin and ATA50 Telescope, as well as at the DAG campus. The traces left by cosmic rays on CCD cameras were detected with their written codes, and the effects of particles on astronomical devices were examined.