Super-Kamiokande [30.08.2013]

Detektor neutrina Super-Kamiokande u Japanu

Copyright: Kamioka Observatory, ICRR (Institute for Cosmic ray Research, The University of Tokyo)

Super-Kamiokande je ogroman detektor neutrina smešten ispod planine Kamioka u Japanu. Nalazi se na dubini od 1000 metara u rudniku Mozumi. Detektor se sastoji od cilindričnog čeličnog rezervoara prečnika 39,3 metara i visine 41,4 metara u kome se nalazi 50000 tona vode. Ovaj rezervoar čeličnim zidom podeljen je na dva dela – unutrašnji detektor (prečnika 33,8 metara i visine 36,2 metara) i spoljašnji detektor, koji se nalazi u preostalom delu rezervoara. U unutrašnjem detektoru nalazi se 11146 fotomultiplikatora prečnika 50 cm, dok je spoljašnji detektor ispunjen fotomultiplikatorima takođe sfernog oblika ali prečnika 20cm.

Neutrini su zanimljive i “čudne” čestice. Svake sekunde 65 milijardi neutrina proleće brzinom svetlosti kroz svaki kvadratni centimetar na Zemlji, pa i kroz nas. Neutrini su nenaelektrisane čestice koje skoro da ne interaguju sa materijom. Njihova interakcija sa materijom toliko je slaba da bi oni mogli nesmetano da prođu i kroz olovni zid debljine jedne svetlosne godine! Zbog ovako slabe interakcije detekcija neutrina je izuzetno komplikovan proces. Ipak, neutrine je moguće detektovati posredno, na osnovu nekih nukelearnih reakcija ili zračenja.

Super-Kamiokande radi na principu detekcije Čerenkovljevog zračenja, koje nastaje kad neutrino, koji prolazi kroz rezervaru, interaguje sa elektronima ili jezgrima u vodi. Ove reakcije su vrlo retke pa je zbog toga neophodan ovoliko veliki rezervoar. Kad do interakcije dođe u njoj nastaju naelektrisane čestice koje se kroz vodu kreću brzinom većom od brzine svetlosti u vodi. Kao rezultat ovog kretanja nastaje Čerenkovljevo zračenje koje registruju detektori. Na osnovu registrovanih informacija moguće je odrediti vrstu neutrina i njegov pravac.