Experimento Tunkinsky - (otro nombre es TAIGA, Instrumento Avanzado Tunka para rayos cósmicos y astronomía gamma, complejo avanzado Tunkinsky para el estudio de rayos cósmicos y astronomía gamma) mide los parámetros de lluvias de aire extensas formadas durante la interacción de rayos cósmicos o de alta energía rayos gamma con la atmósfera. El complejo está ubicado cerca del extremo sur del lago Baikal ( República de Buriatia ) en el sitio de prueba astrofísica en el valle de Tunka . Consta de varias configuraciones que miden varios componentes de duchas de aire extensivas. Como resultado de las mediciones con estos detectores, es posible reconstruir la dirección de llegada, la energía y el tipo de rayos cósmicos. La precisión de la medición se mejora combinando diferentes sistemas de registro.
El objetivo principal del estudio es encontrar una respuesta a la pregunta sobre el origen de los rayos cósmicos en el rango de 10 14 a 10 18 eV . El experimento Tunka realiza mediciones en el mismo rango de energía que el experimento KASCADE-Grande , ubicado en el Instituto de Tecnología de Karlsruhe , así como el detector de rayos cósmicos IceTop (basado en el Cubo de Hielo ) en el Polo Sur.
El estudio de lluvias de aire extensas en el sitio de pruebas astrofísicas en el valle de Tunka comenzó a mediados de la década de 1990. La primera instalación constaba de 4 detectores de luz atmosférica Cherenkov , y en 1995 se obtuvieron los primeros resultados. En 1999 se amplió la instalación a 13 detectores, y en 2000-2003 ya se recogían datos con una instalación de 25 detectores.
En 2009 se puso en marcha una nueva instalación, Tunka-133, que consta de 133 detectores repartidos en una superficie de aproximadamente 1 km². En 2011, esta instalación se amplió a 6 grupos, cada uno con 7 detectores.
Desde 2012, se han instalado otros sistemas de detección: Tunka-Rex y Tunka-HiSCORE. En 2014 finalizó la construcción de la instalación de centelleo Tunka-GRANDE y en 2015 se iniciaron las obras del telescopio atmosférico de rayos gamma Cherenkov Tunka-IACT.
Gracias a las nuevas instalaciones, el alcance del experimento se ha ampliado significativamente. Por el momento, incluye también la astronomía de rayos gamma.
Tunka-133 es la primera configuración del experimento TAIGA. Consta de 133 tubos fotomultiplicadores (PMT) principales ubicados en un área de 1 km² y 42 adicionales ubicados a una distancia de 1 km del centro de la instalación. Los PMT miden la radiación de Cherenkov de las lluvias de aire extensas durante las noches claras y sin luna. La instalación midió el espectro de energía y la composición de masa de los rayos cósmicos en el rango de 10 16 a 10 18 eV.
En 2012 se instalaron 18 antenas Tunka-Rex. Para el 2016, su número aumentó a 63. La ubicación de las antenas también corresponde al sistema de clúster de la instalación Tunka-133. Las antenas registran la emisión de radio de extensas lluvias de aire, que se genera utilizando el efecto geomagnético y el efecto Askarian .
Al comparar los datos obtenidos con los datos de la instalación Tunka-133, se demostró que las mediciones de radio de los rayos cósmicos tienen la misma precisión para medir la energía de los rayos cósmicos que en el caso de la radiación de Cherenkov. Además, a diferencia del Tunka-133, que solo puede tomar medidas en noches sin luna y sin nubes, el Tunka-Rex puede tomar medidas en cualquier momento del día o de la noche.
El montaje Tunka-Grande consta de 380 contadores de centelleo con una superficie de 0,64 m² cada uno. Los mostradores están ubicados en 19 estaciones. Las estaciones tienen una parte terrestre, en la que se ubican 12 metros, y una parte subterránea, en la que se ubican 8 metros. El área total de instalación es de aproximadamente 0,8 km².
Estas estaciones miden partículas de rayos cósmicos cerca de la tierra. En particular, electrones y muones .
Todas las estaciones Tunka-Grande están ubicadas cerca de los detectores Tunka-133. Trabajan simultáneamente con las antenas del arreglo Tunka-Rex, ya que la combinación de ambos métodos puede mejorar la precisión en la determinación de la composición de los rayos cósmicos.
Tunka-HiSCORE utiliza el mismo principio de detección de lluvias de aire extensas que Tunka-133, pero tiene módulos ópticos más sensibles con un umbral de detección más bajo. La excelente precisión de tiempo mejora la resolución angular para detectar lluvias de aire extensas. Esto es muy importante para el propósito científico de la instalación: la medición de rayos gamma en el rango de energía débilmente cubierto por encima de 30 TeV y rayos cósmicos en energías de 100 TeV a 1 EeV.
El primer prototipo de la estación HiSCORE se instaló en 2012. Para 2014, el número de estaciones se incrementó a 28 y el área de cobertura es de 0,25 km². En 2018, el número de estaciones es de 47 en un área de 0,4 km2 ,
El telescopio consta de un reflector segmentado y una cámara fotomultiplicadora montada en una montura altacimutal. El reflector tiene un diseño Davis-Cotton con una distancia focal de unos 5 my consta de 34 segmentos redondos con un diámetro de 600 mm. La cámara tiene 574 píxeles, cada uno de los cuales contiene un fotomultiplicador de cono de Winston. El tamaño de cada píxel es de 30 mm.
Tunka-IACT constará de varios telescopios Cherenkov atmosféricos y utilizará el mismo principio que los experimentos MAGIC , HESS , VERITAS y MChT . El primero de los telescopios se construyó en 2016