ИСТИНА

Установка ТУНКА предназначена для определения энергии, направления прихода первичных космических частиц, а также параметра (R0) функции пространственного распределения (ФПР) черенковского света (ЧС) широких атмосферных ливней (ШАЛ) в диапазоне энергий 0.5-100ПэВ. Планируется создание двух пунктов регистрации ЧС расположенных симметрично на расстоянии 400м от центра установки для определения потока ЧС на больших расстояниях от оси ливня. Использование новых детекторов позволит восстанавливать энергию ПКЛ по интегралу ЧС, т.е. практически безмодельным способом. Полученные данные могли бы подтвердить или опровергнуть правильность применения различных моделей развития ШАЛ для определения энергии ПКЛ и расчетов ФПР ЧС. Значимость предлагаемой работы состоит в том, что на одной установке можно проводить измерение энергии двумя независимыми способами - восстановлением полного потока ЧС и по плотности ЧС на расстоянии 100м от оси. До настоящего момента нет ни результатов измерений полного потока ЧС, ни установок, способных дать такие результаты в диапазоне энергий 1-10ПэВ. Тем более эта работа интересна тем, что именно в этой области находится излом в спектре ПКЛ, т.н. "колено" около 3-4ПэВ.

Основной целью проекта является изучение процессов ускорения и распространения частиц в нашей галактике, определение химического состава этих частиц, определение характеристик взаимодействия высокоэнергичных частиц (>1ПэВ) с частицами земной атмосферы, изучение и уточнение структуры энергетического спектра первичного космического излучения (ПКЛ) в области 1-100 ПэВ. Исследуя и сопоставляя структуру энергетического спектра ПКЛ с результатами анализа данных по определению химсостава, можно делать заключения о процессах ускорения и распространения частиц в нашей галактике. В частности делать выводы о справедливости гипотезы о вытекании ядер из Галактики в соответствии с их магнитными жесткостями. Для достижения поставленной цели в Тункинской Долине (республика Бурятия) была создана установка ТУНКА и начались систематические наблюдения. С этого времени установка регулярно дорабатывалась и с 4-х детекторов в 1994 году была расширенна до 25 детекторов к 2001 году. Дальнейшее развитие установки было связано с дополнением ее новыми детекторами, позволяющими регистрировать форму импульса черенковской вспышки ШАЛ в атмосфере на расстояниях 200-300м от оси. Следующим этапом в развитии установки является улучшение методической точности в определении основных характеристик первичных космических частиц - химический состав и энергия. Важнейшими характеристиками первичных частиц для определения химического состава (для черенковской методики) является функция пространственного распределения (ФПР) плотности черенковского света от расстояния до оси ливня и длительность импульса черенковского света на фиксированном расстоянии от оси. Параметр наклона ФПР и длительность импульса на половине амплитуды зависят от положения максимума развития каскада (Xmax), т.е. глубины проникновения каскада в атмосферу. Так как известно, что Xmax в среднем различается для частиц с разными массами, то анализируя и сопоставляя параметр наклона ФПР и длительность импульса при фиксированной энергии первичной частицы можно судить об утяжелении или облегчении состава ПКЛ. В черенковской методике существуют два способа определения энергии первичной частицы: 1) по плотности черенковского света на фиксированном расстоянии от оси ливня ШАЛ, 2) по интегралу черенковского света в круге с фиксированным радиусом. В первом случае хорошей точности можно добится только зная заранее Xmax, но так как Xmax в свою очередь тоже зависит от энергии первичной частицы, то задача становится трудно разрешимой. Второй способ позволяет в значительной мере облегчить эту задачу так как интеграл черенковского света менее чувствителен к положению Xmax чем плотность черенковского света на фиксированном расстоянии от оси. Однако для определения интеграла черенковского света требуется большая площадь установки так как половина этого света содержится в области от 250м до 500 м оси ШАЛ, а размер установки в настоящее время 340м на 340м. В рамках данного проекта планировалось создание дополнительных пунктов регистрации плотности черенковского света на больших расстояниях от оси (до 550м). При расположении этих пунктов на расстояниях 400м симметрично от центра установки получается практически 100%-я эффективность использования площади установки при энергетическом пороге ~1 ПэВ. При попадании оси внутрь основной установки (0.1кв.км.) область, внутри которой определяется интеграл черенковского света, будет 1кв.км. Так как и ближние детекторы формы импульса новые детекторы должны измерять форму импульса черенковского света на расстояниях до 500м от оси ШАЛ.