Тункинский эксперимент

Эксперимент Тунка, который теперь называется ТАЙГА ( Усовершенствованный инструмент Тунка для физики космических лучей и гамма-астрономии ), измеряет воздушные ливни , которые инициируются заряженными космическими лучами или гамма-лучами высокой энергии . ТАЙГА расположена в Сибири, в Тункинской долине, недалеко от озера Байкал . При этом ТАЙГА состоит из пяти различных детекторных систем: «Тунка-133», «Тунка-Рекс» и «Тунка-Гранде» для заряженных космических лучей; Tunka-HiSCORE и Tunka-IACT для гамма-астрономии. По измерениям каждого детектора можно восстановить направление прихода, энергию и тип космических лучей, причем точность повышается за счет комбинации различных систем детекторов.

Цель измерений космических лучей — решение вопроса о происхождении космических лучей в диапазоне энергий примерно до 1 ЭэВ. Таким образом, эксперимент «Тунка» исследует тот же энергетический диапазон, что и KASCADE-Grande эксперимент по космическим лучам в Технологическом институте Карлсруэ (KIT) и как поверхностный детектор IceTop эксперимента IceCube на Южном полюсе. Однако первый детектор ТАЙГА, «Тунка-133», использует другую независимую методику измерений, которую можно использовать для перекрестной проверки результатов других экспериментов. Цель гамма-астрономии состоит в том, чтобы идентифицировать источники более высокой энергии, чем это возможно с помощью современных обсерваторий гамма-излучения.

История

Эксперимент «Тунка» начался еще в 1990-х годах с меньшей установки из 25 фотоумножителей. В сентябре 2009 года была открыта действующая установка из 133 детекторов (Тунка-133). В октябре 2011 года размер установки был увеличен в 4 раза за счет установки дополнительных внешних детекторных станций фотоумножителей. Целью этого исследования являются редкие космические лучи со сверхвысокими энергиями, превышающими 0,1 ЭВ, где большая зона обнаружения важна для измерения достаточного количества космических лучей. С 2012 года были установлены другие детекторные системы, сначала Tunka-Rex и Tunka-HiSCORE в рамках совместной исследовательской группы Гельмгольца и России (HRJRG), работавшей с 2012 по 2015 год. В 2014 году была построена Tunka-Grande, а с 2015 года была построена первая телескоп Тунка-ИАКТ находится в стадии строительства. Таким образом, фокус эксперимента «Тунка» был расширен. Теперь в дополнение к космическим лучам он включает гамма-астрономию, что отражено в новом названии TAIGA (Tunka Advanced Instrument для физики космических лучей и гамма-астрономии).

Тунка-133

«Тунка-133» — первый детектор ТАЙГА. В основном он состоит из 1 км ² Массив из 133 фотоумножителей , которые обнаруживают черенковский свет воздушных ливней в темные и ясные ночи. Измерения Тунки-133 также используются для перекрестной калибровки и сравнения новых детекторов.

Тунка-Рекс

Начав с 18 антенн в 2012 году «Тунка-Рекс» последовательно увеличивался и теперь состоит из 63 антенных станций, распределенных по всей территории «Тунка-133». По сравнению с «Тункой-133» было показано, что радиоизмерения энергии космических лучей имеют такую же точность, как и измерения черенковского света. Если черенковские измерения возможны только в темные и ясные ночи, то радиоизмерения проводятся в любое время суток, что теперь значительно увеличивает скважность эксперимента.

Тунка-Гранде

Тунка-Гранде состоит из 19 сцинтилляционных станций площадью 10 м2. ² каждый из закрытого массива KASCADE-Grande. Эти станции измеряют частицы воздушных потоков на Земле, в частности электроны и мюоны . Все станции установлены в районе Тунки-133. Они работают одновременно с радиоантеннами Tunka-Rex, поскольку ожидается, что сочетание обоих методов измерения повысит точность определения состава космических лучей.

Тунка-HiScore

Tunka-HiSCORE использует тот же принцип обнаружения, что и Tunka-133, но имеет более чувствительные и точные детекторы. В частности, превосходная точность синхронизации увеличивает угловое разрешение обнаруженных воздушных ливней. Это имеет решающее значение для научной цели HiSCORE, которая заключается в выявлении источников гамма-лучей высокой энергии. Первые прототипы станций HiSCORE были установлены в 2012 году, а с 2014 года массив состоит из 29 станций, занимающих площадь 0,3 км. ². Дальнейшее продление запланировано на 2017 год.

Тунка-ИАКТ

Tunka-IACT будет состоять из нескольких телескопов Imaging Air Cherenkov, использующих тот же принцип, что и MAGIC , HESS , VERITAS и CTA . Сочетание с HiSCORE обеспечивает более высокую максимальную энергию наблюдаемых гамма-лучей, чем при использовании традиционных черенковских телескопов для получения изображений. По состоянию на 2016 год строительство первого телескопа практически завершено.

Внешние ссылки

51 ° 48'35 "N 103 ° 04'02" E / 51,80972 ° N 103,06722 ° E / 51,80972; 103.06722