Tunka experiment
تونکا تجربہ جسے اب تائیگا (تونکا ایڈوانسڈ انسٹرومنٹ فار کاسمک رے فزکس اینڈ گاما ایسٹرونومی) کا نام دیا گیا ہے، ہوا کے شاور کی پیمائش کرتا ہے، جو چارج شدہ کائناتی شعاعوں یا اعلی توانائی والی گاما شعاعوں سے شروع ہوتے ہیں۔ تائیگا سائبیریا میں وادی تونکا میں بیکال جھیل کے قریب واقع ہے۔ دریں اثنا، تائیگا پانچ مختلف ڈٹیکٹر سسٹمز پر مشتمل ہے: ٹنکا-133، ٹنکا-ریکس، اور ٹنکا-گرینڈے چارج شدہ کائناتی شعاعوں کے لیے ؛ ٹونکا-ہسکور اور گاما فلکیات کے لیے ٹنکا-آئی اے سی ٹی۔ ہر ڈٹیکٹر کی پیمائش سے کائناتی شعاعوں کی آمد کی سمت، توانائی اور قسم کی تشکیل نو ممکن ہے، جہاں مختلف ڈٹیکٹر سسٹمز کے امتزاج سے درستگی میں اضافہ ہوتا ہے۔ کائناتی شعاعوں کی پیمائش کا مقصد تقریبا 1 EeV تک کی توانائی کی حد میں کائناتی شعاعوں کی ابتدا کے سوال کو حل کرنا ہے۔ اس طرح، ٹنکا تجربہ کارلسروہی انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی (کے آئی ٹی) میں کاسکیڈ-گرینڈے کاسمک رے تجربے کے طور پر اور قطب جنوبی میں آئس کیوب تجربے کے سرفیس ڈیٹیکٹر آئس ٹاپ کے طور پر توانائی کی اسی حد کو تلاش کرتا ہے۔ تاہم، ٹی اے آئی جی اے کا پہلا ڈٹیکٹر، تونکا-133، ایک مختلف اور آزاد پیمائش کی تکنیک کا استعمال کرتا ہے، جسے دوسرے تجربات کے ذریعے نتائج کی جانچ پڑتال کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ گاما رے فلکیات کے لیے مقصد موجودہ گاما رے آبزرویٹریز کے ذریعے ممکنہ سے زیادہ توانائی کے ذرائع کی شناخت کرنا ہے۔ ٹنکا کا تجربہ 1990 کی دہائی میں پہلے ہی 25 فوٹو ملٹی پلیئر ڈٹیکٹرز کی ایک چھوٹی صف کے ساتھ شروع ہو چکا تھا۔ ستمبر 2009 میں 133 ڈٹیکٹرز (ٹنکا-133) کی موجودہ صف کا افتتاح کیا گیا۔ اکتوبر 2011 میں مزید، بیرونی فوٹو ملٹی پلیئر ڈٹیکٹر اسٹیشنوں کی تنصیب کے ذریعے صف کے سائز میں 4 گنا اضافہ کیا گیا۔ اس کا مقصد 0.1 EeV سے آگے انتہائی اعلی توانائیوں پر نایاب کائناتی شعاعوں پر ہے، جہاں کافی مقدار میں کائناتی شعاعوں کی پیمائش کے لیے ایک بڑا پتہ لگانے والا علاقہ اہم ہے۔ 2012 سے شروع ہو کر دوسرے ڈٹیکٹر سسٹم نصب کیے گئے ہیں، پہلے 2012 سے 2015 تک چلنے والے ہیلم ہولٹز-روس جوائنٹ ریسرچ گروپ (ایچ آر جے آر جی) کے فریم میں ٹنکا-ریکس اور ٹنکا-ہسکور۔ 2014 میں تونکا گرینڈے بنایا گیا تھا، اور 2015 سے تونکا-آئی اے سی ٹی کی پہلی دوربین زیر تعمیر ہے۔ اس سے تونکا تجربے کی توجہ وسیع ہو گئی تھی۔ اب اس میں کائناتی شعاعوں کے علاوہ گاما فلکیات بھی شامل ہے جو نئے نام تائیگا (تونکا ایڈوانسڈ انسٹرومنٹ فار کائناتی شعاع طبیعیات اور گاما فلکیات) میں جھلکتا ہے۔ تونکا-133 تونکا-133 تائیگا کا پہلا ڈٹیکٹر ہے۔ یہ بنیادی طور پر 133 فوٹو ملٹی پلیئرز کی 1 کلومیٹر 2 سائز کی صف پر مشتمل ہے، جو تاریک اور صاف راتوں کے دوران ہوا کے شاور کی چیرنکوف روشنی کا پتہ لگاتا ہے۔ ٹنکا-133 کی پیمائش کراس کیلیبریشن اور نئے ڈٹیکٹرز کے موازنہ کے لیے بھی استعمال ہوتی ہے۔ 2012 میں 18 اینٹینا سے شروع ہونے والے ٹنکا-ریکس کو یکے بعد دیگرے بڑھایا گیا اور اب یہ 63 اینٹینا اسٹیشنوں پر مشتمل ہے جو ٹنکا-133 کے پورے علاقے میں تقسیم ہیں۔ تونکا-133 کے مقابلے میں یہ دکھایا گیا ہے کہ ریڈیو کی پیمائش کائناتی شعاعوں کی توانائی کے لیے چیرنکوو روشنی کی پیمائش کے مقابلے میں یکساں درستگی رکھتی ہے۔ اگرچہ چیرنکوو روشنی کی یہ پیمائش صرف تاریک اور صاف راتوں کے دوران ممکن ہے، ریڈیو پیمائش دن کے کسی بھی وقت کی جاتی ہے، جو اب تجربے کے ڈیوٹی سائیکل میں نمایاں اضافہ کرتی ہے۔ تونکا-گرینڈے تونکا-گرینڈے بند کاسکیڈ-گرینڈے صف سے 10 میٹر 2 کے رقبے کے ساتھ 19 سنٹیلیشن اسٹیشنوں پر مشتمل ہے۔ یہ اسٹیشن زمین پر ہوا کے شاور کے ذرات کی پیمائش کرتے ہیں، خاص طور پر الیکٹرانوں اور میوونوں میں۔ تمام اسٹیشن تونکا-133 کے علاقے میں نصب ہیں۔ وہ تونکا ریکس کے ریڈیو اینٹینا کے ساتھ بیک وقت چلائے جاتے ہیں، کیونکہ دونوں پیمائش کی تکنیکوں کے امتزاج سے کائناتی شعاعوں کی ساخت کی درستگی میں اضافہ ہونے کی توقع ہے۔ تونکا-ہائسکور تونکا-ہائسکور، تونکا-133 جیسا ہی پتہ لگانے کا اصول استعمال کرتا ہے، لیکن اس میں زیادہ حساس اور درست ڈٹیکٹر ہوتے ہیں۔ خاص طور پر اعلی وقت کی درستگی دریافت شدہ ہوائی شاور کے لیے کونیی ریزولوشن میں اضافہ کرتی ہے۔ یہ ہائی ایس سی او آر ای کے سائنسی مقصد کے لیے اہم ہے، جو کہ اعلی توانائی والی گاما شعاعوں کے ذرائع کی شناخت کرنا ہے۔ ہائی ایس سی او آر ای کے پہلے پروٹو ٹائپ اسٹیشن 2012 میں نصب کیے گئے تھے، اور 2014 سے یہ صف 29 اسٹیشنوں پر مشتمل ہے جو 0,3 مربع کلومیٹر کے رقبے پر محیط ہے۔ 2017 کے لیے مزید توسیع کا منصوبہ بنایا گیا ہے۔ تونکا-آئی اے سی ٹی کئی امیجنگ ایئر چیرنکوف دوربینوں پر مشتمل ہوگی جو میجک، H.E.S.S، ویریٹاس اور سی ٹی اے جیسے اصول کا استعمال کرتی ہیں۔ ہائی ایس سی او آر ای کے ساتھ امتزاج مشاہدہ شدہ گاما شعاعوں کے لیے روایتی امیجنگ ایئر چیرنکوف دوربینوں کے مقابلے زیادہ سے زیادہ توانائی کے قابل بناتا ہے۔ 2016 تک پہلی دوربین کی تعمیر تقریبا مکمل ہو چکی تھی۔ بیرونی روابط ٹیونکا-133 تجربے کا ہوم پیج ٹیونکا-ریکس ہیلم ہولٹز-روس جوائنٹ ریسرچ گروپ (ایچ آر جے آر جی-303) پریس ریلیز ایچ آر جے آر جی کاسمک رے تجربات ہائی انرجی پارٹیکل ٹیلی اسکوپس