Tunkinského experiment - (jiný název je TAIGA, Tunka Advanced Instrument for cosmic rays and Gamma Astronomy, Tunkinsky advanced complex for the study kosmického záření a gama astronomie) měří parametry rozsáhlých vzdušných sprch vznikajících při interakci kosmického záření nebo vysokoenergetických gama záření s atmosférou. Komplex se nachází v blízkosti jižního cípu jezera Bajkal ( Burjatská republika ) na astrofyzikálním testovacím místě v údolí Tunka . Skládá se z několika nastavení, která měří různé součásti rozsáhlých vzduchových sprch. Výsledkem měření s těmito detektory je možné rekonstruovat směr příchodu, energii a typ kosmického záření. Přesnost měření je zlepšena kombinací různých registračních systémů.
Hlavním cílem studie je najít odpověď na otázku původu kosmického záření v rozsahu od 10 14 do 10 18 eV . Experiment Tunka provádí měření ve stejném energetickém rozsahu jako experiment KASCADE-Grande , umístěný na Technologickém institutu v Karlsruhe , a také detektor kosmického záření IceTop (založený na Ice Cube ) na jižním pólu.
Studium rozsáhlých vzduchových přeháněk na Astrophysical Test Site v údolí Tunka začalo v polovině 90. let. První instalace se skládala ze 4 detektorů atmosférického Čerenkovova světla a v roce 1995 byly získány první výsledky. V roce 1999 byla instalace rozšířena na 13 detektorů a v letech 2000-2003 již byla data sbírána instalací 25 detektorů.
V roce 2009 bylo spuštěno nové zařízení Tunka-133, které se skládá ze 133 detektorů rozmístěných na ploše asi 1 km². V roce 2011 byla tato instalace rozšířena na 6 clusterů, každý se 7 detektory.
Od roku 2012 jsou instalovány další detektorové systémy - Tunka-Rex a Tunka-HiSCORE. V roce 2014 byla dokončena stavba scintilačního zařízení Tunka-GRANDE a v roce 2015 byly zahájeny práce na atmosférickém Čerenkovově gama dalekohledu Tunka-IACT.
Díky novým instalacím se rozsah experimentu výrazně rozšířil. V současné době zahrnuje také gama astronomii.
Tunka-133 je prvním nastavením experimentu TAIGA. Skládá se ze 133 hlavních fotonásobičů (PMT) umístěných na ploše 1 km² a 42 dalších umístěných ve vzdálenosti 1 km od středu instalace. PMT měří Čerenkovovo záření z rozsáhlých vzdušných přeháněk během jasných a bezměsíčných nocí. Zařízení měřilo energetické spektrum a hmotnostní složení kosmického záření v rozsahu od 10 16 do 10 18 eV.
V roce 2012 bylo instalováno 18 antén Tunka-Rex. Do roku 2016 se jejich počet zvýšil na 63. Klastrovému systému instalace Tunka-133 odpovídá i umístění antén. Antény registrují rádiovou emisi z rozsáhlých vzduchových sprch, která je generována pomocí geomagnetického efektu a Askarianova efektu .
V průběhu porovnávání získaných dat s daty zařízení Tunka-133 se ukázalo, že rádiová měření kosmického záření mají stejnou přesnost měření energie kosmického záření jako v případě Čerenkovova záření. Také, na rozdíl od Tunka-133, která může provádět měření pouze za bezměsíčných a bezoblačných nocí, Tunka-Rex může provádět měření v kteroukoli denní nebo noční dobu.
Sestava Tunka-Grande se skládá z 380 scintilačních čítačů, každý o ploše 0,64 m². Přepážky jsou umístěny v 19 stanicích. Stanice mají pozemní část, ve které je umístěno 12 metrů, a podzemní část, ve které je umístěno 8 metrů. Celková plocha instalace je asi 0,8 km².
Tyto stanice měří částice kosmického záření v blízkosti Země. Zejména elektrony a miony .
Všechny stanice Tunka-Grande se nacházejí v blízkosti detektorů Tunka-133. Pracují současně s anténami pole Tunka-Rex, protože kombinace obou metod může zlepšit přesnost určování složení kosmického záření.
Tunka-HiSCORE využívá stejný princip detekce rozsáhlých vzduchových sprch jako Tunka-133, ale má citlivější optické moduly s nižším prahem detekce. Vynikající přesnost časování zlepšuje úhlové rozlišení pro detekci rozsáhlých vzduchových sprch. To je velmi důležité pro vědecký účel instalace - měření gama záření v oblasti slabě pokryté energie nad 30 TeV a kosmického záření o energiích od 100 TeV do 1 EeV.
První prototyp stanice HiSCORE byl instalován v roce 2012. Do roku 2014 se počet stanic zvýšil na 28 a oblast pokrytí je 0,25 km². V roce 2018 je počet stanic 47 na ploše 0,4 km2 ,
Dalekohled se skládá ze segmentového reflektoru a fotonásobiče namontované na alt-azimutální montáži. Reflektor má design Davis-Cotton s ohniskovou vzdáleností cca 5 m a skládá se z 34 kulatých segmentů o průměru 600 mm. Kamera má 574 pixelů, každý obsahuje Winstonův kuželový fotonásobič. Velikost každého pixelu je 30 mm.
Tunka-IACT se bude skládat z několika atmosférických Čerenkovových dalekohledů a využívá stejný princip jako experimenty MAGIC , HESS , VERITAS a MChT . První z dalekohledů byl postaven v roce 2016