The Tunka Radio Extension (Tunka-Rex): Status and First Results (ICRC 2013)
Tunka-Rex是一种新的无线电天线阵列,它扩展了西伯利亚贝加尔湖附近的Tunka实验。它由20个天线组成,覆盖面积为1平方公里,用于测量高能空气簇射的无线电发射。通卡-雷克斯由通卡的光电倍增管阵列触发,测量能量范围从大约10 PeV到1 EeV的空气簇射的空气切伦科夫光。这种配置允许在全球范围内首次对相同事件的无线电和空气切伦科夫信号进行混合测量:这是在两种方法之间进行交叉校准的理想情况。因此,Tunka-Rex的主要目标是通过将无线电测量结果与空气切伦科夫测量结果的重建进行比较,确定无线电测量结果的可实现能量和Xmax精度。Tunka-Rex于2012年秋季开始运行,并已探测到空气簇射事件。在本文中,我们提出了通卡雷克斯的地位和第一个结果表明,通卡雷克斯措施确实无线电发射的空气阵雨,这是敏感的能量。
2013-08-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
Seven years of Tunka-Rex operation
通卡射电扩展站(Tunka-Rex)是位于西伯利亚通卡山谷的一个数字天线阵列,它测量能量高达EeV的宇宙射线空气簇射的无线电发射。通卡-雷克斯由通卡-133空气-切伦科夫定时阵列(夜间)和通卡-格兰德粒子探测器阵列(剩余时间)外部触发。这三个阵列包括通卡高级宇宙射线和伽马天文仪器(TAIGA)的宇宙射线扩展部分。Tunka-Rex的配置和分析管道在其运行时发生了重大变化。天线的密度增加了三倍,管道变得更加发达,现在形成了复杂的重建软件。在其生命周期中,Tunka-Rex已经证明,具有成本效益和全占空比的无线电探测器可以重建能量和簇射最大值,其精度可与光学探测器媲美。此外,研究表明,使用不同探测技术并放置在不同地点的宇宙射线仪器可以通过其无线电分机进行交叉校准。这些结果显示了射电技术在未来宇宙线和中微子探测的大规模实验中的应用前景。目前,Tunka-Rex已停止主动测量,并专注于数据分析,并在一个具有在线分析功能的开放式数据中心发布相应的软件和数据。在这份报告中,我们提出了目前的状态的阵列,并给出了这些年来取得的成果的概述,以及讨论即将到来的仪器和数据分析,这可以应用于未来的无线电阵列的改进。
2019-08-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
Approximating the Lateral Distribution Function of Cherenkov Radiation as a Function of the Particle Type for Tunka-133 Array
本文的主要工作是分析广泛空气簇射(EAS)中粒子的切伦科夫辐射的横向分布函数(LDF)。利用CORSIKA程序对Tunka-133阵列条件下的垂直簇射的许多基色在膝区附近的1 PeV初级能量下进行了切伦科夫辐射LDF的模拟。根据切伦科夫光LDF的数值模拟结果,对几个粒子重新设置了参数化多项式函数集,作为初级粒子类型的函数。对垂直EAS级联中的几种初级粒子,用近似的切伦科夫辐射LDF与用CORSIKA程序模拟的Tunka-133阵列的LDF进行了比较。
2018-10-24 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Tunka Radio Extension (Tunka-Rex): Radio Measurements of Cosmic Rays in Siberia (PISA 2015)
通卡天文台位于俄罗斯西伯利亚贝加尔湖附近。其主要探测器Tunka-133是一组光电倍增管,用于测量能量范围约为$10^{16}-10^{18}\,$ eV的宇宙射线引发的空气簇射的切伦科夫光。在过去几年中,通卡场址已进行了几次扩建,例如,一个名为Tunka-Grande的闪烁体阵列,一个名为HiSCORE的复杂空气切伦科夫探测器原型,以及无线电扩展Tunka-Rex。通卡-雷克斯于2012年10月开始运行,目前有44个天线,分布在约$3\,$ km $^2$的区域,测量通卡-133和通卡-格兰德探测到的相同空气阵雨的无线电发射。Tunka-Rex是一个技术演示器,无线电技术可以提供现有空气簇射阵列的经济扩展。主要的科学目标是与空气切伦科夫测量的交叉校准。通过这种交叉校准,可以确定初级宇宙线粒子能量和质量重建的精度。最后,通卡-雷克斯可以用于能量接近$1\,$ EeV的宇宙射线物理,其中标准的通卡-133分析受到统计学的限制。与空气切伦科夫测量相比,无线电测量不限于黑暗,晴朗的夜晚,可以提供更大的曝光量。
2015-09-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Tunka-Rex: Status, Plans, and Recent Results (ARENA 2016)
Tunka-Rex是西伯利亚TAIGA设施(Tunka宇宙射线物理学和伽马天文学先进仪器)的Tunka射电扩展,最近已扩展到总数为63个SALLA天线,其中大多数分布在一平方公里的面积上。在运作的最初几年,通卡-雷克斯完全由位于同一地点的通卡-133空中切伦科夫阵列触发。两个探测器测量结果的相关性提供了直接的实验证据,表明无线电阵列可以测量簇射最大值的位置。到目前为止达到的精度为40 g/cm ^2,并且正在研究几种方法上的改进。此外,Tunka-Rex和Tunka-133的交叉比较表明,Tunka-Rex的能量重建精度为15%,包括绝对能量标度在内的总精度为20%。通过对Tunka-Rex和LOPES使用完全相同的校准源,可以更准确地比较其宿主实验Tunka-133和KASCADE-Grande的能量尺度,剩余的不确定度约为10%。通卡-雷克斯今后几年的主要目标是研究能量范围在100 PeV以上的宇宙射线质量组成:为此目的,通卡-雷克斯现在也在白天由通卡-格兰德粒子探测器阵列触发,该阵列具有用于电子和μ子探测的地面和地下发射器。
2017-01-31 astro-ph.HE astro-ph.IM
Advanced Signal Reconstruction in Tunka-Rex with Matched Filtering and Deep Learning
通卡无线电分机(通卡-雷克斯)是一个在30 - 80兆赫频带工作的数字天线阵列,测量超高能宇宙射线引起的空气簇射的无线电发射。Tunka-Rex与西伯利亚的TAIGA实验位于同一地点,由63个天线组成,其中57个位于约1平方公里的密集仪器区。来自空气簇射的信号是短脉冲,其持续时间为数十纳秒,并以约5 μ s长的轨迹记录。宇宙射线事件的通卡-雷克斯分析是基于这些信号的重建,特别是它们在轨迹和振幅中的位置。这种重建在低的信噪比下,即当记录的轨迹由背景主导时受到影响。为了降低检测阈值并提高效率,我们采用了先进的信号重建方法,即匹配滤波和具有自动编码器架构的深度神经网络。在本工作中,我们展示了用这些技术获得的信号重建之间的比较,并给出了用深度神经网络获得的Tunka-Rex信号的第一次重建的例子。
2019-06-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
Imporoving reconstrucion methods for radio measurements with Tunka-Rex
Tunka-Rex是位于西伯利亚的宇宙射线空气簇射产生的无线电发射探测器,由Tunka-133(一个位于同一地点的空气切伦科夫探测器)在夜间触发,并由闪烁体阵列Tunka-Grande在白天触发。通卡-雷克斯卫星表明,无线电技术可以提供一个具有成本效益的现有空气簇射阵列的扩展。Tunka-Rex的工作频率范围为30-80 MHz,受到银河系背景的限制,并受到当地无线电干扰。我们调查的可能性,改善测量数据使用不同的方法,特别是,多元背景抑制被认为是,以及改善似然拟合的幅度的横向分布。
2017-02-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Tunka Radio Extension: reconstruction of energy and shower maximum of the first year data (ICRC 2015)
自2012年秋季投入使用以来,Tunka-Rex,空气切伦科夫探测器Tunka-133的无线电扩展,进行了三年的空气簇射测量。目前,该探测器由44个天线组成,分别连接到位于西伯利亚通卡山谷的空气切伦科夫和闪烁体探测器。在这些探测器的触发下,Tunka-Rex可以测量高达EeV级别的空气簇射的无线电信号。这种配置提供了一个独特的可能性之间的交叉校准空气切伦科夫,无线电和粒子技术。我们提出了重建方法的能量和簇射最大开发的COREAS模拟,它允许精确的竞争与空气切伦科夫技术。我们将这些方法应用于通卡-雷克斯在第一年获得的数据,我们使用交叉校准,我们比较的结果与重建的能量和簇射最大值通卡-133,这也提供了一个重建的簇射核心用于无线电重建。我们的方法已经表明,大气的簇射最大值($X_\mathrm{max}$)的深度可以重建的精度优于40 g/cm $^2$的高质量的事件,在某些情况下,即使只有三个天线站有信号。能量精度与15%的空气切伦科夫精度相当。不久,将用第二年的独立数据对结果进行检查。
2015-09-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Tunka-Rex: Status and Results of the First Measurements (RICAP 2013)
通卡-雷克斯是通卡-133的无线电延伸,位于西伯利亚贝加尔湖附近。后者是一个光电倍增管阵列,记录宇宙射线粒子引起的空气簇射产生的空气切伦科夫光,初始能量约为$10^{16}$至$10^{18}$ eV。通卡-雷克斯扩展了这个探测器,在$^2$ 1公里的区域内分布了25个天线。它由Tunka-133外部触发,并探测相同空气簇射的无线电发射。空气切伦科夫和无线电探测器的组合提供了一个混合测量和两种技术之间的交叉校准的设施。Tunka-Rex的主要目标是确定使用无线电探测技术重建空气簇射参数的精度。它于2012年秋季开始运作。我们提出了通卡雷克斯的整体概念,阵列的当前状态和初步分析结果。
2013-10-31 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Tunka-Grande scintillation array: current results
通卡-格兰德实验是位于西伯利亚通卡山谷的一个闪烁阵列,敏感面积约为0.5 sq.km,用于测量广泛空气簇射(EAS)中的带电粒子和μ子。通卡-格兰德是最佳的宇宙射线研究的能量范围在10 PeV至约1 EeV,其中探索的组成是至关重要的了解从银河系到河外起源的宇宙射线的过渡。本文试图提供一个概要的目前的实验结果。特别是,在10 PeV至1 EeV范围内的所有粒子的能量谱的重建的基础上,从四个观测季节的实验数据。
2022-09-12 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Tunka-Rex Experiment for the Detection of the Air-Shower Radio Emission (ARENA 2014)
通卡-雷克斯实验(通卡无线电分机)已于2012年在通卡山谷(俄罗斯布里亚特共和国)部署。其目的是根据空气簇射的无线电发射研究高能宇宙射线的能谱和质量组成的方法。通卡-雷克斯是一个由25个无线电天线组成的阵列,分布在3平方公里的区域内。通卡-雷克斯最重要的特点是,测量空气簇射无线电发射与通卡-133装置同时进行,通卡-133装置检测由相同的大气簇射产生的切伦科夫辐射。无线电发射和切伦科夫光的联合测量为两种量热检测方法的交叉校准提供了一个独特的机会。Tunka-Rex的主要目标是确定使用无线电探测技术重建空气簇射参数的精度。在这篇文章中,我们目前的状态Tunka-Rex和第一个结果,包括重建方法的初级宇宙射线的参数。
2017-02-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
Present status and prospects of the Tunka Radio Extension
通卡无线电分机(通卡-雷克斯)是一个数字无线电阵列,工作频带为30-80兆赫,探测能量在100千电子伏以上的宇宙射线产生的空气簇射的无线电发射。该实验安装在TAIGA(Tunka宇宙射线和伽马天文学高级仪器)观测站,并与位于同一地点的粒子和空气切伦科夫探测器进行联合测量,探测器处于被动模式,接受后者的触发。Tunka-Rex从2012年开始收集数据,在过去的五年里经历了几次升级。因此,天线场的密度自投入使用以来增加了三倍。在这篇文章中,我们提出了通卡-雷克斯实验的最新结果,特别是更新的分析和效率的研究,已被应用到测量的平均簇射最大值作为能量的函数的宇宙射线的能量高达EeV。未来的计划也进行了讨论:调查对宇宙射线的能谱与通卡-雷克斯和他们的质量组成相结合的通卡-雷克斯数据与μ介子测量的粒子探测器通卡-格兰德。
2018-12-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
Radio measurements of the energy and the depth of the shower maximum of cosmic-ray air showers by Tunka-Rex
我们重建的能量和簇射最大的空气簇射的位置与能量$E \gtrsim 100 $ PeV应用的方法,使用无线电测量与通卡雷克斯。事件到事件的比较,空气切伦科夫测量相同的空气阵雨与通卡-133光电倍增管阵列证实,无线电重建工作可靠。Tunka-Rex重建方法和绝对尺度已在CoREAS模拟上进行了调整,并产生与Tunka-133测量一致的能量和$X_{\mathrm{max}}$值。两个独立测量季节的结果在统计不确定性范围内一致,这为无线电重建提供了额外的信心。Tunka-Rex的能量精度与Tunka-133的$15 %$精度相当,并且在由天线的幅度校准主导的绝对尺度上表现出$20 %$不确定性。对于$X_{\mathrm{max}}$来说,这是第一次用一种不同的、已建立的方法对无线电测量进行直接的实验相关。目前,Tunka-Rex的$X_{\mathrm{max}}$分辨率约为$40 $ g/cm $^2$。由于目前的分析还没有发现任何原理上的局限性,因此通过部署额外的天线和进一步发展重建方法,这种分辨率可能会得到提高。
2016-01-08 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
The Tunka-133 EAS Chrenkov array - status, first results and plans
新的EAS Cherenkov阵列Tunka-133具有约1 km**2的几何接受区域,安装在Tunka山谷(距离贝加尔湖50 km)。该装置可用于10**15 - 10**18 eV能量范围内宇宙线能谱和质量成分的均匀化研究。该阵列由19个簇组成,每个簇由7个具有20 cm PMT的光学探测器组成。自2008年11月以来,第一批12个集群已经投入运行,整个阵列计划于2009年9月投入使用(在向电子arXiv提交本文时(2010年2月),已完成的Tunka-133阵列已经在采集数据)。我们描述了阵列结构和DAQ,初步结果和未来发展的计划:部署无线电天线和μ子探测器网络。
2010-02-27 astro-ph.HE
A search for small and medium scale anisotropy of cosmic rays above 1 PeV registered at the Tunka-133 array
利用Tunka-133阵列的数据,对能量大于1 PeV的宇宙射线到达方向上不同尺度的各向异性进行了研究。一些区域的角度大小高达约30度,偏离均匀的背景与统计显着性大于三个标准偏差被发现使用洗牌技术在完整的数据集和它的子集在不同的能量范围。某些宇宙射线过剩的区域与可能的宇宙射线源的分布有关。的EAS MSU阵列的遗留数据的类似分析的结果进行比较。
2014-02-18 astro-ph.HE
Reconstruction of cosmic ray air showers with Tunka-Rex data using template fitting of radio pulses
本文提出了一种改进的方法,用稀疏射电阵列精确重建$10^{17}$ eV以上的宇宙线空气簇射。该方法是基于无线电脉冲形状的预测的比较,通过CoREAS模拟测量脉冲。我们应用我们的方法的数据通卡-雷克斯,1公里的$^2$无线电阵列在西伯利亚工作在30-80 MHz的频带。通卡-雷克斯由空气切伦科夫探测器通卡-133和发射器(通卡-格兰德)触发。该仪器收集自2012年以来的空气簇射数据。本文介绍了最新的数据和信号分析的Tunka-Rex和一种新的方法的细节。在效率削减后,当Tunka-Rex达到其最高效率时,由于校准不确定性和簇射波动,新方法给出的约10%的能量分辨率已达到系统不确定性的极限。同时,与基于横向分布的斜率的先前方法相比,簇射最大值重建被显著地改进到高达35 g/cm $^2$的精度。我们还定义,现在实现的测量条件,在该淋浴的最大分辨率Tunka雷克斯达到25克/厘米$^2$的值,并成为具有竞争力的光学探测器。为了检查和验证我们的重建和效率削减,我们将个别事件与Tunka-133的重建进行比较。此外,我们比较平均簇射最大值作为一个函数的初级能量的其他实验的测量。
2018-07-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
The primary cosmic-ray energy spectrum measured with the Tunka-133 array
EAS切伦科夫光阵Tunka-133,$\sim$ 3 km $^2$几何面积,自2009年以来一直在采集数据。该阵列允许详细研究能量范围从$6\cdot 10^{15}$到$10^{18}$ eV的宇宙射线的能谱和质量组成。介绍了阵列的时间和幅度校准方法以及EAS参数重建方法。我们提出了全粒子能谱,基于7个季节的操作。
2021-04-08 astro-ph.HE
The Cosmic Ray Mass Composition in the Energy Range 10^15 - 10^18 eV measured with the Tunka Array: Results and Perspectives
最后分析了由Tunka-25大气切伦科夫光阵在3.10^15 - 3.10^16 eV能量范围内的观测数据所得到的广泛空气簇射(EAS)最大X_max深度分布。讨论了利用面积为1平方公里的新切伦科夫光阵列Tunka-133进行X_max研究的前景,将测量范围扩展到10^18 eV。
2009-02-18 astro-ph.HE
The Tunka-133 EAS Cherenkov light array: status of 2011
2009年,在通卡山谷(距离贝加尔湖50公里)安装了一个新的EAS切伦科夫光阵,通卡-133,几何面积约为1平方公里。该阵列允许用统一的方法详细研究能量范围为10^16 - 10^18 eV的宇宙线能谱和质量组成。本文介绍了阵列的结构、数据采集和阵列校准方法,讨论了能量重建和测量绝对校准的方法。通过对EAS切伦科夫光的空间和时间结构的分析,可以估计EAS最大值X_max的深度。利用2009 - 2011年两个冬季的观测资料,计算了EAS的全粒子能谱和最大值X_max随初始能量变化的平均深度。切伦科夫阵列与天线的EAS无线电信号检测的联合操作的初步结果。讨论了今后的升级计划-部署远程集群、无线电天线和闪烁体探测器网络以及HiSCORE伽马望远镜原型。
2012-01-10 astro-ph.HE
A comparison of the cosmic-ray energy scales of Tunka-133 and KASCADE-Grande via their radio extensions Tunka-Rex and LOPES
无线电技术是一种很有前途的方法,用于探测能量在$100\,$ PeV附近或更高的宇宙线空气簇射。由于无线电信号的幅度可以绝对测量,并且随着簇射能量的增加而增加,因此无线电测量可以用于确定绝对尺度上的空气簇射能量。我们表明,校准测量的无线电探测器操作的主机实验测量空气淋浴的基础上,其他技术的一致性,可用于比较这些主机实验的能量尺度。使用两种方法,首先通过直接的振幅测量,第二,通过比较测量与空气淋浴模拟,我们比较的能量尺度的空气淋浴实验通卡-133和KASCADE-格兰德,使用他们的无线电扩展,通卡-雷克斯和LOPES,分别。由于Tunka-Rex和LOPES使用相同的参考源实现了一致的幅度校准,这种比较达到了大约$10\,\%$的精度-受到LOPES的一些缺点的限制,LOPES是用于空气簇射的数字无线电技术的原型实验。特别是,我们表明,独立校准的实验KASCADE-Grande和Tunka-133的宇宙射线测量的能量尺度是一致的,彼此在这个水平上。
2016-10-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
Radio detection of Extensive Air Showers (ECRS 2016)
宇宙射线空气簇射的主要由地磁产生的无线电发射的探测提供了空气切伦科夫和空气荧光探测的替代方案,因为它不限于晴朗的夜晚。像这些已建立的方法一样,无线电信号对量热能量和电磁簇射分量的最大值的位置敏感。这使得天线阵列成为粒子探测器阵列的理想延伸,其能量超过初级宇宙射线粒子的阈值约100 PeV。在过去的几年里,宇宙射线空气簇射的数字无线电技术再次取得了重大进展,现在有一个一致的图像,由几次测量证实的发射机制。AERA和Tunka-Rex天线阵列的最新结果证实,簇射能量的绝对准确性与其他探测技术一样好。此外,对无线电信号簇射最大值的敏感性已经在通卡-雷克斯的空气切伦科夫测量的直接比较中得到证实。密集天线阵列LOFAR在宇宙射线质量组成的准确性方面已经可以与现有技术相媲美。在未来,新一代的无线电实验可能会推动这一领域的发展:要么为倾斜的宇宙射线或中微子簇射提供极大的曝光量,要么像澳大利亚的SKA核心那样,提供极其详细的测量。
2017-01-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Parametrization for Cherenkov light lateral distribution function in Extensive Air Showers
利用CORSIKA程序对Tunka-25型大范围空气簇射(EAS)阵列在10^13-10^16 eV能量范围内的切伦科夫光横向分布函数(LDF)进行了数值模拟。在此模拟的基础上,我们得到了一组近似函数的原始质子,铁核和伽玛量子的天顶角θ <=20。计算的切伦科夫光LDF与Tunka-25阵列测量的比较表明,初级粒子的识别和定义的“膝盖”周围的能量的机会。
2011-03-26 astro-ph.HE physics.gen-ph
Status of air-shower measurements with sparse radio arrays (ARENA 2016)
假设读者已经熟悉宇宙线空气簇射的原理,本论文摘要给出了宇宙线空气簇射的无线电技术的现状和未决问题。它包括了本次会议上没有出现的选定实验的最新结果,例如,LOPES和TREND。目前的无线电阵列,如AERA或通卡-雷克斯,已经证明,在合理的成本下,天线间距为200米的情况下,可以对几平方公里的区域进行测量。对于初级粒子的能量,这种稀疏的天线阵列已经可以在绝对精度上与其他精确技术竞争,例如空气荧光或空气切伦科夫光的检测。随着天线校准的进一步改进,无线电检测可能变得更加准确。对于簇射最大值的大气深度Xmax,目前只有密集阵列LOFAR具有与荧光技术相似的精度,但Xmax的射电测量的分析方法仍在开发中。此外,无线电和μ子测量的结合预计将提高质量组成的准确性,这种全天候的记录并不像光探测方法那样局限于晴朗的夜晚。因此,无线电天线将是一个有价值的附加任何空气淋浴阵列的目标是超过100 PeV的能量范围。
2017-01-31 astro-ph.HE astro-ph.IM
Plans for a new array of radio antennas for the detection of air showers at the 433m surface-detector array of the Pierre Auger Observatory
本文提出在Pierre Auger Observatory部署新射电天线阵列的设计方案,通过结合地下μ子探测器实现高效射电探测,以联合研究μ子成分与簇射最大深度,从而更准确地确定宇宙射线质量成分。
2025-03-03 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex