Tunkinsky-experiment - (ett annat namn är TAIGA, Tunka Advanced Instrument for cosmic rays and Gamma Astronomy, Tunkinsky Advanced-komplex för studier av kosmiska strålar och gammaastronomi) mäter parametrarna för omfattande luftskurar som bildas under samspelet mellan kosmiska strålar eller högenergi. gammastrålar med atmosfären. Komplexet ligger nära Bajkalsjöns södra spets ( Republiken Buryatia ) vid den astrofysiska testplatsen i Tunkadalen . Den består av flera uppställningar som mäter olika komponenter i omfattande luftduschar. Som ett resultat av mätningar med dessa detektorer är det möjligt att rekonstruera ankomstriktningen, energin och typen av kosmiska strålar. Mätnoggrannheten förbättras genom att kombinera olika registreringssystem.
Huvudmålet med studien är att hitta ett svar på frågan om ursprunget till kosmiska strålar i intervallet från 10 14 till 10 18 eV . Tunka-experimentet gör mätningar i samma energiområde som KASCADE-Grande- experimentet , beläget vid Karlsruhe Institute of Technology , samt IceTop kosmisk stråldetektor (baserad på Ice Cube ) på Sydpolen.
Studien av omfattande luftduschar vid den astrofysiska testplatsen i Tunkadalen började i mitten av 1990-talet. Den första installationen bestod av 4 detektorer av atmosfäriskt Cherenkov -ljus, och 1995 erhölls de första resultaten. 1999 utökades anläggningen till 13 detektorer och 2000-2003 samlades data redan in av en anläggning med 25 detektorer.
2009 lanserades en ny anläggning, Tunka-133, bestående av 133 detektorer utspridda över ett område på cirka 1 km². Under 2011 utökades denna installation till 6 kluster, vardera med 7 detektorer.
Sedan 2012 har andra detektorsystem installerats - Tunka-Rex och Tunka-HiSCORE. 2014 slutfördes bygget av scintillationsanläggningen Tunka-GRANDE , och 2015 påbörjades arbetet med det atmosfäriska Cherenkov gammastrålningsteleskopet Tunka-IACT.
Tack vare de nya installationerna har experimentets omfattning utökats avsevärt. För närvarande inkluderar den gammastrålastronomi också.
Tunka-133 är den första uppsättningen av TAIGA-experimentet. Den består av 133 huvudfotomultiplikatorrör ( PMT ) placerade på en yta av 1 km² och 42 ytterligare placerade på ett avstånd av 1 km från anläggningens centrum. PMT mäter Cherenkov-strålning från omfattande luftskurar under klara och månlösa nätter. Uppställningen mätte energispektrum och masssammansättning av kosmiska strålar i intervallet från 10 16 till 10 18 eV.
Under 2012 installerades 18 Tunka-Rex-antenner. År 2016 ökade antalet till 63. Antennernas placering motsvarar också klustersystemet för Tunka-133-installationen. Antenner registrerar radioemission från omfattande luftskurar, som genereras med hjälp av den geomagnetiska effekten och Askarian-effekten .
Under jämförelsen av erhållna data med data från Tunka-133-anläggningen visades det att radiomätningarna av kosmiska strålar har samma noggrannhet för att mäta energin hos kosmiska strålar som i fallet med Cherenkov-strålning. Till skillnad från Tunka-133, som bara kan göra mätningar på månfria och molnfria nätter, kan Tunka-Rex göra mätningar när som helst på dagen eller natten.
Tunka-Grande-uppsättningen består av 380 scintillationsräknare med en yta på 0,64 m² vardera. Räknare finns på 19 stationer. Stationerna har en markdel, i vilken 12 meter finns, och en underjordisk del, i vilken 8 meter finns. Den totala installationsytan är cirka 0,8 km².
Dessa stationer mäter kosmiska strålpartiklar nära jorden. I synnerhet elektroner och myoner .
Alla Tunka-Grande-stationer finns nära Tunka-133-detektorerna. De arbetar samtidigt med antennerna i Tunka-Rex-matrisen, eftersom kombinationen av båda metoderna kan förbättra noggrannheten för att bestämma sammansättningen av kosmiska strålar.
Tunka-HiSCORE använder samma princip för att detektera omfattande luftduschar som Tunka-133, men har känsligare optiska moduler med lägre detektionströskel. Utmärkt timingnoggrannhet förbättrar vinkelupplösningen för att upptäcka omfattande luftskurar. Detta är mycket viktigt för det vetenskapliga syftet med installationen - mätning av gammastrålar i det svagt täckta energiområdet över 30 TeV och kosmiska strålar vid energier från 100 TeV till 1 EeV.
Den första prototypen av HiSCORE-stationen installerades 2012. År 2014 har antalet stationer utökats till 28, och täckningsområdet är 0,25 km². Under 2018 är antalet stationer 47 på en yta av 0,4 km2 ,
Teleskopet består av en segmenterad reflektor och en fotomultiplikatorkamera monterad på ett alt-azimutfäste. Reflektorn har en Davis-Cotton-design med en brännvidd på ca 5 m och består av 34 runda segment med en diameter på 600 mm. Kameran har 574 pixlar som var och en innehåller en Winston-konfotomultiplikator. Storleken på varje pixel är 30 mm.
Tunka-IACT kommer att bestå av flera atmosfäriska Cherenkov-teleskop och använder samma princip som MAGIC- , HESS- , VERITAS- och MChT- experimenten . Det första av teleskopen byggdes 2016