Hiper-detektor neutrina: novi Kamiokande

Izvor: symmetry magazine

Japan čeka izgradnja još većeg detektora neutrina. Odobreno je oko 32 miliona dolara za gradnju novog detektora, a parlament će početkom iduće godine trebati odobriti ovaj budžet.

Trenutno, Super-KAMIOKANDE (Super-Kamioka Neutrino Detection Experiment) ili Super-K je jedan od važnijih detektora i naučnih institucija u svijetu, u redu Fermilaba i CERN-a. Ovo je jedan od par detektora koji motri neutrina, te eluzivne i teško dokazive elementarne čestice, koje su nam važne jer nam pričaju istoriju svemira. Međutim, neutrina nemaju interakciju sa običnom materijom i zato ih je teško detektovati.

Super-K se nalazi u rudniku Mozumi oko 1000m ispod zemlje, i zapravo je ogroman rezervoar se destilovanom vodom. Napravljen je od nerđajučeg čelika i napunjen sa 50 000 tona destilovane vode. 

Neutrina i u ovom trenutku padaju na nas i prolaze kroz nas i okolnu materiju, ali nam ne rade ništa posebno. Neki neutrini dolaze se umirućih zvijezda i naučnicima pričaju priču o istoriji svemira i zadnjim trenucima nekih zvijezda.

Jedna od rijetkih interakcija neutrina je ona sa nukleusom molekule vode, pri čemu se oslobađa elektron ili pozitron, koji se kreću brzinom većom od vrzine svjetlosti u vodi (ne, to nije apsolutna brzina svjetlosti u vakuumu, ona koju obilježavamo sa c, nego jedna manja brzina), što stvara Čerenkovljevo zračenje. 

Neil deGrasse Tyson u Super-K, izvor imgur

Kako je samo u pitanju jedan elektron ili pozitron na 50 000 tona vode, mi to zračenje ne vidimo - inače se može vidjeti, recimo u nuklearnim reaktorima. Ali ne mari - tu su posebni detektori, njih oko 13 000 u Super-K, koji to mogu. Zapravo, moglo bi se reći da oni reaguju suprotno od sijalice  - svjetlost ulazi u njih.

Ovakve interakcija neutrina i nukleusa su rijetke i potrebno je mnogo tona vode da se nešto detektuje. Dakle, ovdje je zaista više - više: što više vode imamo u rezervoaru i što više detektora, veća je vjerovatnoća da ćemo uhvatiti neutrino. 

Novi, planirani neutrino detektor će biti napunjen sa 260 000 tona destilovane vode i već ima ime: Hyper-Kamiokande ili Hiper-K. Osim neutrina, pratiće i to da li se događa sponetani raspad protona u nukelusima, što bi bilo revolucionarno otkriće. Također, pratiće se i odnos neutrina i antineutrina, njegove antičestice,  te njihove razlike, što je naučnicima zanimljivo jer može pomoći u razumijevanju toga zašto u našem svijetu ima više materije od antimaterije. 

Izgradnja Hiper-K bi koštalo oko 600 miliona američkih dolara.