Super-Kamiokande-Neutrino-Detektor in Japan

Neutrinos sind einige reichlichen noch mysteriösen Teilchen in unserem Universum. Jeder zweite 65 Milliarden Neutrinos durchdringen jeden Quadratzentimeter unseres Körpers und der Erde. Neutrinos tragen keine elektrischen Ladung, was bedeutet, dass sie nicht durch die elektromagnetischen Kräfte betroffen sind, die auf geladene Teilchen wie Elektronen und Protonen wirken. Sie sind auch extrem winzig, wegen dem sie Reisen vor allem ungestört durch Materie. Dies macht Neutrinos extrem schwer zu erkennen, und je härter ein Teilchen ist, desto massiver und anspruchsvoll die Detektoren müssen sein zu erkennen. Die Super-Kamiokande in Japan ist eine solche Neutrino-Observatorium.

Die Super-Kamiokande oder Super-K kurz ist befindet sich 1.000 Meter unter der Erde in der Mozumi Mine in Hida Kamioka Bereich. Das Observatorium wurde entwickelt, um Suche nach Proton Decay, Solar- und atmosphärische Neutrinos zu studieren und Wachen für Supernova in der Milchstraße. Das Observatorium wurde u-Bahn gebaut, um den Detektor von kosmischer Strahlung und anderen Hintergrund-Strahlung zu isolieren.

Das Observatorium besteht aus 50.000 Tonnen reines Wasser in zylindrischer Edelstahlbehälter 41,4 Meter hoch ist und 39,3 Meter im Durchmesser. Dies ist umgeben von 11.146 Photomultiplier Tubes (PMT). Wenn ein Neutrino mit den Elektronen oder Kerne von Wasser interagiert, erzeugt es ein geladenes Teilchen, das bewegt sich schneller als die Lichtgeschwindigkeit im Wasser (nicht zu verwechseln mit Überschreiten der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, was physikalisch unmöglich ist). Dadurch entsteht einen Kegel aus Licht bekannt als Cherenkov-Strahlung, das optische entspricht, ein Überschallknall. Das Tscherenkow-Licht ist als einen Ring an der Wand des Detektors projiziert und durch die PMTs aufgezeichnet. Verschiedene Muster von diesem Flash liefert Informationen über die Richtung und den Geschmack des eingehenden Neutrinos.

Ingenieure prüfen Instrumente im halbgefüllten Super-Kamiokande-Tank in einem Ruderboot.

Die Super-Kamiokande startete seinen Betrieb im Jahr 1996. Er führte fünfzehn Mal das Wasser und zehn Mal so viele PMTs wie sein Vorgänger, das Kamiokande-Observatorium. Nur zwei Jahre später, erzielte das Observatorium erste Erfolge - den ersten Beweis der Neutrino-Oszillation. Dies war die erste experimentelle Beobachtung für die Theorie, dass das Neutrino ungleich Null Masse, eine Möglichkeit, dass Theoretiker hat jahrelang spekuliert hatte.

Am 23. Februar 1987 erkannt Super-Kamiokande, zum ersten Mal Neutrinos aus einer Supernova-Explosion, die in der großen Magellanschen Wolke aufgetreten. Diese Beobachtung bestätigt, dass die Theorie der Supernova-Explosion korrekt war und war der Beginn einer neuen Ära in Neutrino-Astronomie.

Ein Beispiel Neutrino Erkennung Ereignis.

Eingang zum Super-Kamiokande-Observatorium. Bildnachweis.