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Super-KamiokaNDE - Neutrino-Beobachtungslabor

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Super-Kamiokande steht für Super-Kamioka-Neutrino-Detektionsexperiment, oft als Super-K oder nur SK erwähnt. Dies ist ein Neutrino-Observatorium in der Nähe der Stadt Hida, Japan. Super-K ist nach dem benannt Berg Kamioka, direkt unter dem sich das Observatorium befindet.

[Bildquelle: Wikimedia]

Neutrino ist ein subatomares Teilchen ohne elektrische Ladung, was bedeutet, dass es sich ohne Beeinflussung durch Magnetfelder durch Raum und Materie bewegt. Neutrinos entstehen durch Kernreaktionen, wie sie in der Sonne auftreten und auch als radioaktiver Zerfall bekannt sind. Das Super-K Das Observatorium wurde geschaffen, um den Protonenzerfall, solare und atmosphärische Neutrinos zu beobachten und auch nach Supernova-Sternen in der Erde zu suchen Milchstraße.
Das Observatorium ist in positioniert Mozumi Minetausend Meter unter der Oberfläche. Sein Hauptteil ist ein zylindrischer Edelstahltank mit hochreinem Wasser. Der Tank hat eine Höhe von 41,4 m und einen Durchmesser von 39,3 m, was ausreichend Platz für 50 000 Tonnen Wasser bietet. Der Raum innerhalb des Tanks ist auf den inneren Detektor aufgeteilt, der den größten Teil (36,2 m Höhe und 33,8 m Durchmesser) einnimmt, und der Rest des Raums wird vom äußeren Detektor eingenommen. Der innere Detektor besteht aus einem Edelstahlaufbau, auf dem 11 146 Fotovervielfacherröhren mit einem Durchmesser von 51 cm montiert sind. Diese Röhren sind dem inneren Detektor zugewandt, und es gibt weitere 1885 ähnliche, aber kleinere Röhren (Durchmesser 20 cm), die dem äußeren Detektor zugewandt sind. Ein spezielles Polymermaterial namens Tyvek trennt den inneren und den äußeren Detektor.

Neutrino wird durch seine Wechselwirkung mit Wasserteilchen nachgewiesen. Eine solche Wechselwirkung bildet ein geladenes Teilchen, dessen Geschwindigkeit höher ist als die Lichtgeschwindigkeit in Wasser. Es ist wichtig zu wissen, dass dieser spezielle Fall die Lichtgeschwindigkeit in Wasser betrifft und dass es keinem bekannten Partikel möglich ist, die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum zu überschreiten.
Dieser Aufprall verursacht ein Phänomen, das als Chervenkov-Strahlung bekannt ist und als optisches Äquivalent zu einem Schallknall angesehen wird. Diese Strahlung tritt als Lichtkegel auf und wird als Ring an die Wand projiziert. Dort wird es von den Photovervielfacherröhren erfasst und die Art des ankommenden Neutrinos bestimmt.
Der Vorgänger von Super-K wurde mit dem Ziel gebaut, die Existenz des Protonenzerfalls zu beweisen oder zu leugnen. Es wurde das genannt Institut für kosmische Strahlenforschung Bei der Universität Tokio Die Detektoreinheit mit dem Namen KamiokaNDE (Kamioka Nucleon Decay Experiment) war zehnmal kleiner als SK, enthielt 3000 Tonnen ultrareines Wasser und hielt tausend Photovervielfacherröhren. Nach einem Upgrade im Jahr 1985 konnte das Observatorium Sonnen- und Neutrinos aus einer Supernova in der USA nachweisen Große Magellansche Wolke.
Obwohl dieses Observatorium offensichtliche Erfolge erzielte, wurde sein ursprünglicher Zweck bezüglich des Protonenzerfalls nicht erreicht. Aus diesem Grund wurde ein weiteres Upgrade erforderlich. Super-Kamiokande nahm 1996 den Betrieb auf und kündigte zwei Jahre später den ersten Nachweis einer Neutrinoschwingung an. Dies war in der Tat der erste Beweis für die Theorie, dass Neutrino eine andere Masse als Null hat.

via: [wikipedia.org]


Schau das Video: Super-Kamiokande (Oktober 2022).