The Telescope Array (TA) experiment, located in the western desert of Utah, USA, is designed for the observation of extensive air showers from extremely high energy cosmic rays. The experiment has a surface detector array surrounded by three fluorescence detectors to enable simultaneous detection of shower particles at ground level and fluorescence photons along the shower track. The TA surface detectors and fluorescence detectors started full hybrid observation in March, 2008. In this article we describe the design and technical features of the TA surface detector.

The Telescope Array (TA) collaboration has measured the energy spectrum of ultra-high energy cosmic rays with primary energies above 1.6 x 10^(18) eV. This measurement is based upon four years of observation by the surface detector component of TA. The spectrum shows a dip at an energy of 4.6 x 10^(18) eV and a steepening at 5.4 x 10^(19) eV which is consistent with the expectation from the GZK cutoff. We present the results of a technique, new to the analysis of ultra-high energy cosmic ray surface detector data, that involves generating a complete simulation of ultra-high energy cosmic rays striking the TA surface detector. The procedure starts with shower simulations using the CORSIKA Monte Carlo program where we have solved the problems caused by use of the "thinning" approximation. This simulation method allows us to make an accurate calculation of the acceptance of the detector for the energies concerned.

We have been developing X-ray optics for a fourth FOXSI (Focusing Optics X-ray Solar Imager) sounding rocket experiment, FOXSI-4. We fabricated two types of X-ray optics, soft X-ray optics (SXR) and hard X-ray optics (HXR), specified for soft and hard X-ray observations. We conducted X-ray irradiation tests to evaluate X-ray performances such as angular resolution and effective area. For the Flight Model (FM) SXR, the resultant angular resolution in Half Power Diameter (HPD) is 16 ± 2 / 14 ± 2 arcseconds at 2.7 / 4.5 keV for the best images, respectively and no significant energy dependence in HPD is seen. The observed effective area was reproduced within an accuracy of 10% by using our original ray-tracing simulator considering all of the SXR components in the 1.5-16 keV range at the smallest off-axis angle. Subsequently, both FM mirror module assemblies were integrated into a sounding rocket in combination with detectors and the vibration tests were performed for the whole sounding rocket system. Finally, FOXSI-4 was successfully launched on April 17, 2024 (UTC), and the sounding rocket and the data were also recovered successfully.