Super-Kamiokande

Super-Kamiokande, abreviat la Super-K, este un observator neutrino situat în Japonia , în mina Kamioka ( în apropiere de orașul Hida ), construit pentru a studia solare neutrini, neutrini atmosferice , descompunerea protonilor , și pentru a detecta neutrinii de la orice supernova din galaxia noastră. Super-K a furnizat primele dovezi ale oscilației neutrinilor în 1998 .

Super-K constă din 50.000 de tone de apă ultrapură înconjurată de 11.146 tuburi fotomultiplicatoare . Structura cilindrică măsoară 41,4 m înălțime și 39,3 m în diametru.

Interacțiunea unui neutrino cu electronii sau nucleele din apă poate produce o particulă încărcată care se mișcă mai repede decât lumina din apă (dar evident, mai lentă decât lumina din vid). Acest fapt generează o sclipire de lumină datorită radiației Čerenkov , echivalentul optic al boomului sonor . Acest bliț generează trasee de lumină înregistrate care informează direcția și aroma neutrino-ului incident.

Istorie

Construcția observatorului subteran Kamioka, predecesorul actualului „Observator Kamioka, Institutul de Cercetare a Razelor Cosmice” a Universității din Tokyo a început în 1982 și a fost finalizată în aprilie 1983 pentru a investiga stabilitatea materiei, unul dintre elementele fundamentale din domeniul fizicii particulelor elementare.

Observatorul a fost situat la 1.000 m subteran în mina Mozumi situată în Kamioka-cho, Gifu, Japonia. Detectorul (KAMIOKANDE: Kamioka Nucleon Decay Experiment) a fost un rezervor cu 3.000 de tone de apă pură echipat cu aproximativ 1.000 de tuburi fotomultiplicatoare (PMT) atașate la suprafața interioară. Dimensiunile rezervorului erau de 16 m înălțime și 15,6 m în diametru. PMT-urile au colectat luminile albastre moi, numite lumini Čerenkov, emise de particulele încărcate care trec prin apă cu viteze mai rapide decât lumina (în apă).

O actualizare a detectorului a fost efectuată în 1985 pentru a observa neutrini, de origine cosmică. Drept urmare, detectorul a devenit foarte sensibil și în februarie 1987 a fost capabil să detecteze neutrini dintr-o supernovă care a explodat în Marele Nor Magellanic .

Neutrinii solari au fost observați în 1988 contribuind la evoluțiile din domeniul astronomiei și astrofizicii. Pentru această măsurare, grupul de cercetare care a lucrat la experiment a primit premiul Bruno Rossi de la Societatea Astronomică Americană în 1989 . ^[1] Până la confirmarea masei de neutrini în 1998 , datele experimentale erau în concordanță cu neutrino neavând masă, chiar dacă teoreticienii timp de mulți ani au speculat posibilitatea ca neutrinii să aibă o masă diferită de zero.

La 12 noiembrie 2001, aproximativ 6.600 de fotomultiplicatori (3.000 de dolari fiecare) ai Super-Kamiokande au implodat, aparent într-o reacție în lanț, din cauza undelor de presiune din fiecare tub implodant care se propagă către tuburile vecine. Detectorul a fost parțial restaurat prin redistribuirea tuburilor fotomultiplicatoare sănătoase și prin adăugarea de cochilii acrilice de protecție în speranța evitării reapariției unei reacții în lanț ( Super-Kamiokande-II ).

Notă

^ ( EN ) Premiul Rossi din 1989 a fost acordat în comun membrilor echipelor experimentale de neutrino cu energie înaltă Kamiokande și IMB. Premiul a fost acordat pentru detectările dramatice și care se confirmă reciproc prin aceste două experimente ale unei explozii de neutrini din SN1987A. Pagină web care conține motivația deplină a premiului Arhivat 6 aprilie 2008 în Arhiva Internet .