El experimento Tunka ahora llamado TAIGA ( Tunka Advanced Instrument para la física de los rayos cósmicos y la Astronomía Gamma ) mide las lluvias de aire , que son iniciadas por rayos cósmicos cargados o rayos gamma de alta energía . TAIGA está situado en Siberia en el valle de Tunka cerca del lago Baikal. Mientras tanto, TAIGA consta de cinco sistemas de detección diferentes: Tunka-133, Tunka-Rex y Tunka-Grande para rayos cósmicos cargados; Tunka-HiSCORE y Tunka-IACT para astronomía gamma. A partir de las mediciones de cada detector es posible reconstruir la dirección de llegada, la energía y el tipo de los rayos cósmicos, donde la precisión se ve reforzada por la combinación de diferentes sistemas detectores.
El objetivo de las mediciones de rayos cósmicos es resolver la cuestión del origen de los rayos cósmicos en el rango de energía hasta aproximadamente 1 EeV. Por lo tanto, el experimento Tunka explora el mismo rango de energía que el experimento de rayos cósmicos KASCADE-Grande en el Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) y como el detector de superficie IceTop del experimento IceCube en el Polo Sur. Sin embargo, el primer detector de TAIGA, Tunka-133, utiliza una técnica de medición diferente e independiente, que se puede utilizar para verificar los resultados de los otros experimentos. En el caso de la astronomía de rayos gamma, el objetivo es identificar fuentes de energía superior a la posible mediante los observatorios de rayos gamma actuales.
Historia
El experimento Tunka comenzó ya en la década de 1990 con una matriz más pequeña de 25 detectores fotomultiplicadores. En septiembre de 2009 se inauguró el conjunto actual de 133 detectores (Tunka-133). En octubre de 2011, el tamaño de la matriz se multiplicó por cuatro mediante la instalación de más estaciones detectoras de fotomultiplicador externas. Esto apunta a los raros rayos cósmicos a energías ultra altas más allá de 0.1 EeV, donde es importante un área de detección grande para medir una cantidad suficiente de rayos cósmicos. A partir de 2012, se han instalado otros sistemas de detección, el primero Tunka-Rex y Tunka-HiSCORE en el marco de un Grupo de Investigación Conjunto Helmholtz-Rusia (HRJRG) que funciona desde 2012 hasta 2015. En 2014 se construyó Tunka-Grande, y desde 2015 el primero El telescopio Tunka-IACT está en construcción. Con esto se amplió el enfoque del experimento Tunka. Ahora incluye la astronomía gamma además de los rayos cósmicos, lo que se refleja en el nuevo nombre TAIGA (Instrumento avanzado Tunka para la física de rayos cósmicos y la astronomía gamma).
Tunka-133
Tunka-133 es el primer detector de TAIGA. Consiste principalmente en una matriz de 133 fotomultiplicadores de un tamaño de 1 km² , que detectan la luz de Cherenkov de las lluvias de aire durante las noches claras y oscuras. Las mediciones de Tunka-133 también se utilizan para la calibración cruzada y la comparación de los detectores más nuevos.
Tunka-Rex
Comenzando con 18 antenas en 2012, Tunka-Rex se incrementó sucesivamente y ahora consta de 63 estaciones de antenas distribuidas en toda el área de Tunka-133. En comparación con Tunka-133, se demostró que las mediciones de radio tienen la misma precisión para la energía de los rayos cósmicos que las mediciones de luz de Cherenkov. Si bien estas mediciones de luz de Cherenkov solo son posibles durante las noches oscuras y despejadas, las mediciones de radio se realizan en cualquier momento del día, lo que ahora mejora significativamente el ciclo de trabajo del experimento.
Tunka-Grande
Tunka-Grande consta de 19 estaciones de centelleo con un área de 10 m² cada una de la matriz cerrada KASCADE-Grande. Estas estaciones miden las partículas de las lluvias de aire en el suelo, en particular electrones y muones . Todas las estaciones están instaladas en el área de Tunka-133. Se operan simultáneamente con las antenas de radio de Tunka-Rex, ya que se espera que la combinación de ambas técnicas de medición mejore la precisión de la composición de los rayos cósmicos.
Tunka-HiSCORE
Tunka-HiSCORE utiliza el mismo principio de detección que Tunka-133, pero cuenta con detectores más sensibles y precisos. Especialmente la precisión superior de la sincronización aumenta la resolución angular de las lluvias de aire detectadas. Esto es crucial para el objetivo científico de HiSCORE, que es identificar fuentes de rayos gamma de alta energía. Los primeros prototipos de estaciones de HiSCORE se instalaron en 2012 y, desde 2014, los arreglos constan de 29 estaciones que cubren un área de 0,3 km². Está prevista una nueva ampliación para 2017.
Tunka-IACT
Tunka-IACT constará de varios telescopios de imágenes de aire Cherenkov que utilizan el mismo principio que MAGIC , HESS , VERITAS y CTA . La combinación con HiSCORE permite una energía máxima más alta para los rayos gamma observados que con los telescopios cherenkov de aire de imágenes convencionales. A partir de 2016, la construcción del primer telescopio está casi terminada.
enlaces externos
- TAIGA
- Página de inicio del experimento Tunka-133
- Tunka-Rex
- Grupo de Investigación Conjunto Helmholtz-Rusia (HRJRG-303)
- Comunicado de prensa HRJRG
Coordenadas : 51 ° 48′35 ″ N 103 ° 04′02 ″ E / 51.80972 ° N 103.06722 ° E