ХӨВСГӨЛ-ТАЙГА ТӨСЛИЙН ЭХ СУРВАЛЖ
ТАЙГА туршилт: Байгаль нуурын ойролцоох Тунка хөндийд байрладаг TAIGA (Tunka Advanced Instrument for cosmic ray physics and Gamma Astronomy) туршилт нь цэнэгтэй
.png?w=1200)
Хэдэн ТэВ-ээс РэВ энерги бүхий гамма цацраг ба сансрын туяаг бүртгэх ерөнхий бүдүүвч. Тайлбар орчуулга: First interation (usually several 10 km high)-Эхний харилцан үйлчлэл (ихэвчлэн 10 км өндөр), Air shower evolves (particles are created and most of them later stop or decay)-Агаарын аадарын өөрчлөлт (бөөмс үүсэн бий болж, ихэнх нь хожим нь зогсох буюу задардаг), Measurement of Cherenkov light with telescope-телескоп дурангаар черенковын гэрлийг хэмждэг, Some of the particles reach the ground-Бөөмсийн зарим нь газарт хүрдэг, Measurement of fluorescence light (Fly’s Eye)-Флюресценцийн гэрлийн хэмжилт, Measurement with scintillation counters-Сцинтилляцийн тоолуурын хэмжилт, Measurement of particles with tracking detectors (with drift chambers or streamer or Geiger tubes)-Мөрт детекторын тусламжтайгаар бөөмсийг хэмжих (дрифтийн камер, стример эсвэл Гейгер хоолойгоор), Measurement of low energy muons with scintillation or tracking detectors-Сцинтиллятор ба мөрт детектороор бага энергитэй мюоныг хэмжих, Measurement of high energy muons deep underground-газрын гүнд их энергитэй мюоныг хэмжих.
Түүхэн замнал: Тункагийн туршилт 1990-ээд онд цөөн тооны 25 фотоөсгөгч бүхий детекторуудтэй эхэлсэн. 2009 оны 9 сард одоогийн 133 детекторүүд (Тунка-133) судалгааны эхлэлийг нээж байлаа. 2011 оны 10-р сард гадаа байрлуулсан фотоөсгөгч станцуудыг суурилуулж багажийн тоо хэмжээг 4 дахин нэмэгдүүлсэн. Энэ нь 0.1 ТэВ-ээс эхлээд хэт их энергитэй ховор сансрын туяаг бүртгэж авах бөгөөд том хэмжээний бүртгэх талбай нь хангалттай хэмжээний сансрын цацрагийг хэмжихэд чухал ач холбогдолтой болсон. 2012 оноос эхлэн бусад бүртгэгч системийг суурилуулсан бөгөөд эхний ээлжинд 2012-2015 онд үйл ажиллагаагаа явуулдаг Helmholtz-Оросын хамтарсан судалгааны групп (HRJRG)-ийн хүрээнд Tunka-Rex, Tunka-HiSCORE суурилуулсан. 2014 онд Tunka-Grande, 2015 оноос хойш анхны Tunka-IACT телескопыг барьсан. Ингэснээр Тункагийн туршилтын гол зорилт улам бүр өргөжсөн ажээ. Энэ нь одоо сансрын туяанаас гадна гамма астрономын судлалыг багтаасан бөгөөд ТАЙГА нэртэй болжээ.
ТАЙГА
нь хэдхэн TэВ-ээс эхлээд хэд хэдэн PэV хүртэл гамма-астрономын
судлал, 100 TэВ-ээс хэдэн 100-н PэВ
хүртэлх сансрын туяаг судлах цогц, холимог детекторуудын газар дээрх систем юм.
PэВ-ийн хэмжээ нь 1018 эВ. TAIGA нь “Певатронс” (хэт өндөр энергийн
гамма-цацрагийн эх үүсвэр)-ийг хайж олох бөгөөд галактикаас экстрагалактик
гарал үүсэл рүү шилжих горимын сансрын цацрагийн найрлага, спектрийг хэмждэг
болсон. TAIGA-HiSCORE бол агаараас ирсэн туяаг өргөн өнцгөөр бүртгэдэг Черенковын станцууд,
харин бөөмсийг бүртгэх иж бүрдэл TAIGA-IACT нь зураг авах агаар мандлын
Черенковын телескопууд, энэ хоёр төхөөрөмжүүд газар дээр болон газар доорхи
байрладаг, Tunka-133- агаарын Черенковын иж бүрдэл.
Энэхүү олон
байгуулагч бүрэлдэхүүн хэсэгтэй детектор нь сансрын болон гамма туяаг судлахад
зориулагдсан бөгөөд энерги нь таван эрэмбийн дотор TэВ-ээс
100 хүртэлх PэВ энерги хүртэлх мужийг мэдэрдэг. Үүнд:
· 20÷30 TэВ-ээс дээш энерги бүхий гамма-квантын галактикийн эх
үүсвэр хайх;
· Дээд
зэргийн мэдрэх
чадвартай багажаар 20÷30 TэВ-ээс дээш энергийн муж дахь мэдэгдэж байгаа эх
үүсвэрээс ирсэн гамма- цацрагийн урсгалыг судлах;
· Галактикийн доторх дэвсгэр цацраг (хэт улаан туяаны ба
богино долгион)-аар гамма-квант шингээлтийг судлах зорилготой хамгийн тод
блазраас ирсэн гамма цацрагийн спектрийн их энергийн хэсгийг судлах ба
аксион-фотоны шилжилтийг хайх;
· Орчлон дахь харанхуй материйг хайхад гол үүрэг
гүйцэтгэх Лоренц-инвариант чанарын эвдрэл ба аксион-фотоны шилжилтийг хайж
олох.
Өргөн өнцгийн TAIGA-HiSCORE ба нарийн өнцөг бүхий
TAIGA-IACT детекторуудын нэгдсэн ажиллагаа нь Гамма-Ажиглалтын TAIGA-г
хөгжүүлэх санааны үндэс болсон
билээ.
Tunka-Grande нь KASCADE-Grande иж бүрдлээс тусгаарласан тус бүр нь 10 м² талбайд байрлуулсан 19 сцинтилляцийн станцаас бүрддэг. Эдгээр станцууд газрын гадаргуу дээр ирсэн агаарын аадрын тоосонцорыг, ялангуяа электрон ба мюоныг хэмждэг. Бүх станцууд Тунка-133 хэсэгт суурилуулсан. Эдгээрийг Tunka-Rex-ийн радио антентай нэгэн зэрэг ажиллуулдаг, учир нь хэмжилтийн техникийг хоёуланг нь хослуулснаар сансрын туяаны найрлагын нарийвчлалыг сайн тодорхойлдог.
Tунка
дахь TAIGA-гийн
сансрын туяаг бүртгэх детекторууд:
Tunka-133, Tunka-Rex ба Tunka-Grande
Tunka-HiSCORE нь Tunka-133-тэй адилхан бүртгэх зарчмыг ашигладаг боловч
илүү мэдрэмтгий, нарийвчлалтай детекторууд. Ялангуяа цаг хугацааны маш
нарын нарийвчлалтайгаар илэрсэн агаарын аадрын өнцгийн нарийвчлалыг өсгөдөг. Энэ нь маш
их энергитэй гамма цацрагийн эх
үүсвэрийг тодорхойлох нь HiSCORE-ийн шинжлэх ухааны зорилгод маш
чухал. 2012 онд HiSCORE-ийн анхны загвар станцуудыг суурилуулсан бөгөөд 2014
оноос хойш 0,3 км² талбайг хамарсан 29 станцаас бүрдэж байна. Цаашид
өргөтгөлийн ажлыг 2017 оноос эхлэн
гүйцэтгэж байна.
Tunka-IACT нь MAGIC(Major Atmospheric
Gamma Imaging Cherenkov Telescopes), H.E.S.S(High
Energy Stereoscopic System),
VERITAS(Very Energetic
Radiation Imaging Telescope Array System),
CTA(Cherenkov Telescopes Array)-тай ижил зарчмаар
ажилладаг, хэд хэдэн агаарын зураг
авдаг Черенковын дурангаас
бүрдэнэ. HiSCORE-тэй хослуулснаар ажиглагдсан гамма туяаны
хувьд хамгийн их энергитэй
байхыг ердийн агаарын зураг
авдаг черенков телескопоос
илүү өндөр байлгах боломжийг олгосон. 2016 онд анхны телескопын
барилгын ажлыг дуусгасан.
2020 онд хэвлэгдсэн ажлууд:
1. Status of the TAIGA
Experiment:From Cosmic-Ray Physics to Gamma Astronomy in Tunka Valley
N.М.Budnev,I.Astapov,P.Bezyazeekov,A.Borodin,A.Bonvech,M.Brueckner,A.Bulan,A.Vaidyanathan,R.Wischnewski,P.Volchugov,D.Voronin,A.Gafarov,O.Gress,Т.Gress,O.Grishin,A.Garmash,V.Grebenyuk,A.Grinyuk,A.Dyachok,D.Zhurov,A.Zagorodnikov,A.Ivanova,N.Kalmykov,Yu.Kazarina,V.Kindin,V.Kiryuhin,M.Kleifges,R.Kokoulin,K.Kompaniets,E.Korostelevaа,V.Kozhin,D.Kostyunin,E.Kravchenko,A.Kryukov,L.Kuzmichev,A.Lagutin,Yu.Lemeshev,V.Lenok,B.Lubsandorzhiev,N.Lubsandorzhiev,S.Malakhov,Т.Marshalkina,R.Mirgazov,R.Mirzoyan,R.Monkhoev,E.Osipova,A.Pakharukov,A.Pan,M.Panasyuk,L.Pankov,A.Petrukhin,D.Podgrudkov,V.Poleschuk,E.Popova,A.Porelli,E.Postnikov,V.Prosin,V.Ptuskin,A.Pushnin,R.Raikin,G.Rubtsov,E.Rybov,Y.Sagan,V.Samoliga,A.Silaev,A.Silaev(jr.),A.Sidorenkov,A.Skurikhin,M.Slunecka,A.Sokolov,L.Sveshnikova,Ya.Suvorkin,V.Tabolenko,A.Tanaev,B.Tarashansky,M.Ternovoy,L.Tkachev,M.Tluczykont,R.Togoo,N.Ushakov,O.Fedorov,A.Haungs,D.Horns,Т.Huege,A.Chiavassa,D.Chernov,D.Chernykh,D.Shipilov,F.G.Schroder,and
Ig.Yashin
Physics of Atomic Nuclei, 2020, Vol. 83, No. 6, pp. 842–852.c
“Abstract—The
importance and advantages of the hybrid approach developed within the TAIGA
project for studying the high-energy section of the spectrum of gamma radiation
in the Universe are discussed. The pilot complex of the TAIGA gamma observatory
with an area of 1 km2 is briefly described along with the lines of
its development, and the first results obtained on this basis are given.
Товч агуулга — Орчлон дахь гамма цацрагийн спектрийн маш өндөр энергийн хэсгийг судлах ТАЙГА төслийн хүрээнд боловсруулсан хосолмол детекторуудын ач холбогдол ба тэдгээрын давуу талуудыг 1 км2 талбайд шинээр суурилуулсан цогцолборын хөгжлийн чиглэлийнх нь хамт тайлбарласан бөгөөд энэ үндсэн дээр олж авсан анхны үр дүнг өгч байна” гэж дурьдаад, цаашид энэ судалгааг хуримтлагдсан туршлага дээрээ үндэслэн 10 км2 талбайг хамарсан, детекторуудын холимог системтэй бүрэн хэмжээний TAЙГA гамма ажиглалтын төслийг боловсруулж, илүү өндөр мэдрэмжтэй байхаар төлөвлөж байна. Энэхүү төслийг урт удаан хугацааны турш Орос-Монголын Засгийн газруудын хамтарсан үйл ажиллагаагаар эхлэж, олон улсын төвшинд өргөжүүлэн хэрэгжүүлнэ. Төслийн хүрээнд Хөвсгөл аймгийн нутгийн шөнийн астрофизикийн ажиглалтын судалгааг гүйцэтгэсэн [2. Satellite Remote Sensing for Monitoring of Astroclimatic Conditions of the Khövsgöl Aimag (Mongolia) N.M.Budnev,N.V.Volkov,A.A.Lagutin,E.Yu.Mordvin,R.I.Raikin,A.I.Revyakin,R.Togoo; Известия АлтГУ. Физика. 2020. No 4 (114)] ба дараа нь Ханх сумын ойролцоох газар нутгийг хамруулсан шөнийн тэнгэрийн тунгалаг байх магадлал, температурын үзүүлэлтийг нарийвчлан судлах зорилгоор нэг ажлыг хийж гүйцэтгэсэн [3. ХӨВСГӨЛ АЙМГИЙН ХАНХ ОРЧМЫН УУР АМЬСГАЛ, ШӨНИЙН ХУГАЦААНЫ ҮҮЛНИЙ СУДАЛГАА Д.Жүгдэр, Р.Тогоо, Д.Дуламсүрэнa, А.Батболдa,Н.Хишигбуян ФТХ-ийн бүтээл, т.47, 2020]. Цаг уурын судалгааг явуулах чиглэл хамтын ажиллагааны төслийн програмд тусгасан билээ.
Төслийн удирдагч Aкадемич Р.Тогоо, 2020.12.12