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 exploziei sonore . 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 nicio masă, chiar dacă teoreticienii timp de mulți ani au speculat posibilitatea ca neutrinii să aibă 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

^ ( RO ) 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 .