Эксперимент Tunka, который теперь называется TAIGA ( Tunka Advanced Instrument for cosmic ray physics and Gamma Astronomy ), измеряет атмосферные ливни , которые инициируются заряженными космическими лучами или гамма-лучами высокой энергии . TAIGA находится в Сибири в Тункинской долине недалеко от озера Байкал . Между тем, TAIGA состоит из пяти различных систем детекторов: Tunka-133, Tunka-Rex и Tunka-Grande для заряженных космических лучей; Tunka-HiSCORE и Tunka-IACT для гамма-астрономии. Из измерений каждого детектора можно реконструировать направление прибытия, энергию и тип космических лучей, где точность повышается за счет комбинации различных систем детекторов.
Целью измерений космических лучей является решение вопроса о происхождении космических лучей в диапазоне энергий до примерно 1 ЭэВ. Таким образом, эксперимент Tunka исследует тот же энергетический диапазон, что и эксперимент космических лучей KASCADE-Grande в Технологическом институте Карлсруэ (KIT) и как поверхностный детектор IceTop эксперимента IceCube на Южном полюсе. Однако первый детектор TAIGA, Tunka-133, использует другую и независимую технику измерений, которую можно использовать для перекрестной проверки результатов других экспериментов. Для гамма-астрономии целью является выявление источников более высокой энергии, чем это возможно для текущих гамма-обсерваторий.
Эксперимент Tunka начался еще в 1990-х годах с меньшей решетки из 25 фотоумножителей. В сентябре 2009 года была открыта текущая решетка из 133 детекторов (Tunka-133). В октябре 2011 года размер решетки был увеличен в 4 раза за счет установки дополнительных внешних станций фотоумножителей. Она нацелена на редкие космические лучи на сверхвысоких энергиях свыше 0,1 ЭэВ, где большая область детектирования важна для измерения достаточного количества космических лучей. Начиная с 2012 года были установлены другие системы детекторов, 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 строится первый телескоп Tunka-IACT. Благодаря этому фокус эксперимента Tunka был расширен. Теперь он включает гамма-астрономию в дополнение к космическим лучам, что отражено в новом названии TAIGA (Tunka Advanced Instrument for cosmic ray physics and Gamma Astronomy).
Tunka-133 — первый детектор TAIGA. Он в основном состоит из массива размером 1 км 2 из 133 фотоумножителей , которые обнаруживают черенковский свет атмосферных ливней в темные и ясные ночи. Измерения Tunka-133 также используются для кросс-калибровки и сравнения более новых детекторов.
Начиная с 18 антенн в 2012 году Tunka-Rex был последовательно увеличен и теперь состоит из 63 антенных станций, распределенных по всей площади Tunka-133. По сравнению с Tunka-133 было показано, что радиоизмерения имеют ту же точность для энергии космических лучей, что и измерения черенковского света. В то время как эти измерения черенковского света возможны только в темные и ясные ночи, радиоизмерения проводятся в любое время суток, что теперь значительно увеличивает рабочий цикл эксперимента.
Tunka-Grande состоит из 19 сцинтилляционных станций площадью 10 м2 каждая из закрытой решетки KASCADE-Grande. Эти станции измеряют частицы атмосферных ливней на Земле, в частности электроны и мюоны . Все станции установлены в районе Tunka-133. Они работают одновременно с радиоантеннами Tunka-Rex, поскольку ожидается, что сочетание обоих методов измерения повысит точность определения состава космических лучей.
Tunka-HiSCORE использует тот же принцип обнаружения, что и Tunka-133, но имеет более чувствительные и точные детекторы. Особенно превосходная точность синхронизации увеличивает угловое разрешение для обнаруженных атмосферных ливней. Это имеет решающее значение для научной цели HiSCORE, которая заключается в определении источников высокоэнергетических гамма-лучей. Первые прототипы станций HiSCORE были установлены в 2012 году, а с 2014 года массивы состоят из 29 станций, охватывающих площадь 0,3 км 2 . Дальнейшее расширение запланировано на 2017 год.
Tunka-IACT будет состоять из нескольких визуализирующих черенковских телескопов, использующих тот же принцип, что и MAGIC , HESS , VERITAS и CTA . Сочетание с HiSCORE обеспечивает более высокую максимальную энергию для наблюдаемых гамма-лучей, чем у обычных визуализирующих черенковских телескопов. По состоянию на 2016 год строительство первого телескопа почти завершено.
51 ° 48'35 "N 103 ° 04'02" E / 51,80972 ° N 103,06722 ° E / 51,80972; 103.06722