Супер-Камиоканде. Детектор нейтрино

Нейтрино — одни из самых загадочных частиц нашей вселенной. На каждый квадратный сантиметр материи, в том числе и нашего тела, приходится 65 миллиардов нейтронов. Они не несут электрический заряд, что  отличает их от заряженных частиц — электронов и протонов. Из-за их крошечного размера нейтрино чрезвычайно трудно исследовать, для этого требуется сложное массивное оборудование. Супер Камиоканде (Super-K) в Японии является настоящей обсерваторией нейтрино, о которой мы и расскажем подробнее

Это сооружение не менее грандиозно, чем знаменитый Адронный коллайдер (БАК), о котором мы писали ранее. Супер Камиоканде расположен в большой шахте на глубине в 1000 метров, в японской области Камиока. Отсюда и название этого устройства. Обсерватория была создана для того, чтоб наблюдать за распадом протонов, изучать нейроны солнца и атмосферы и наблюдать за звездами супернова в галактике Млечного Пути. Обсерватория была построена глубоко под землей, чтобы изолировать очень чувствительные датчики от космических лучей и других фоновых излучений

Камиоканде состоит из 50 000 тонн чистейшей воды, помещенной в цилиндрический резервуар из нержавеющей стали, который составляет 41.1 метра в высоту и 39.3 метров в диаметре. Вся эта конструкция окружена 11 146 фототрубами. Когда нейтрино взаимодействует с электронами или ядрами воды, он производит заряженную частицу, которая перемещается в воде быстрее скорости света (не стоит путать это с превышение скорости света в вакууме, которое физически невозможно). В результате появляется конус света, известный, как радиация Черенкова. Сверхчувствительные датчики в деталях фиксируют все эти процессы и помогают их изучить


Супер Камиоканде начал работать в 1996 году. До этого исследования происходили в похожей лаборатории под названием просто Камиоканде, без приставки Супер. Она была в 10 раз меньше и содержала в 15 раз меньше воды, чем новая обсерватория. Первым успехом нового Камиоканде было доказательство колебания нейтрино. Это было первым экспериментальным наблюдением, подтвердившим теорию о том, что у нейтрино есть масса, отличная от нуля. Теоретики размышляли об этом в течение многих лет

23 февраля 1987 года Камиоканде впервые обнаружил нейтрино от взрыва сверхновой звезды, который произошел в Большом Облаке Магеллана. Это подтвердило правильность теории взрыва сверхновых звезд, и дало начало новой эры в астрономии

источник