źródło: Wikipedia (CC 4.0)
Ważny kamień milowy w międzynarodowym projekcie badawczym Hyper-Kamiokande, którego celem jest stworzenie najnowocześniejszego detektora cząstek, został ukończony. Zakończono prace nad przygotowaniem ogromnej podziemnej komory, przeznaczonej na główny zbiornik wody. W projekcie bierze udział blisko 630 naukowców z 22 krajów, w tym polscy współpracownicy.
Jaskinia, w której znajduje się detektor Hyper-Kamiokande, należy do największych komór wykopanych przez człowieka w litej skale. Jej struktura, opisana szczegółowo przez biuro prasowe Uniwersytetu Jagiellońskiego (którego badacze biorą udział w pracach), charakteryzuje się sklepieniem w kształcie kopuły o rozpiętości prawie 69 metrów i wysokości 21 metrów, nad cylindryczną częścią sięgającą 73 metrów w dół.
Kolejny etap tej ogromnej inicjatywy obejmuje przekształcenie głównej jaskini w ogromny zbiornik na wodę. Instalacja wszystkich elementów detektora działających wewnątrz zbiornika ma zostać ukończona do 2027 roku, a następnie zbiornik zostanie napełniony wodą „ultraczystą”. Detektor ma zostać uruchomiony w 2028 roku.
Główne cele naukowe Hyper-Kamiokande obejmują precyzyjne pomiary charakterystyk neutrin oraz badania rozpadu protonów, podkreślono w komunikacie prasowym. Celem tych prac jest wyjaśnienie fundamentalnych zagadek kosmicznych i ocena teorii wielkiej unifikacji.
W projekcie biorą udział polscy naukowcy z dziewięciu instytucji: Narodowego Centrum Badań Jądrowych (lider konsorcjum), Instytutu Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk, Uniwersytetu Śląskiego, Politechniki Warszawskiej, Uniwersytetu Warszawskiego, Uniwersytetu Wrocławskiego, Akademii Górniczo-Hutniczej, Uniwersytetu Jagiellońskiego oraz Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika.
Znajdujący się w mieście Hida w prefekturze Gifu w Japonii detektor cząstek nowej generacji Hyper-Kamiokande docelowo będzie składał się z ogromnego zbiornika wodnego. Będzie miał ponad ośmiokrotnie większą objętość niż jego poprzednik, aktywny Super-Kamiokande, i będzie wyposażony w ponad 20 000 zaawansowanych fotodetektorów.
Jak opisano na stronie internetowej Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach, Hyper-Kamiokande wykorzystuje promieniowanie Czerenkowa. Wykrywa ono cząstki naładowane generowane przez oddziaływania neutrin oraz mierzy ich kierunek i energię.
„Zaletą tego typu detektora jest jego prosta zasada działania: neutrina oddziałują w ogromnej objętości wyjątkowo czystej wody, otoczonej czujnikami światła – fotopowielaczami. Naładowane cząstki powstające w wyniku oddziaływań neutrin mogą poruszać się szybciej niż światło w wodzie. Powoduje to emisję promieniowania Czerenkowa, tworząc stożek. Efekt ten jest analogiczny do huku dźwiękowego wytwarzanego przez obiekt przekraczający prędkość dźwięku w powietrzu – ale odnoszący się do światła w wodzie. Charakterystyczne niebieskie promieniowanie rejestrowane jest jako pierścienie świetlne na fotopowielaczach zbiornika. Na tej podstawie można zrekonstruować parametry cząstki inicjującej i samo neutrino” – stwierdzili naukowcy z uniwersytetu.
Uniwersytet Tokijski i Organizacja Badawcza Akceleratorów Wysokich Energii (KEK) kierują globalną inicjatywą badawczą Hyper-Kamiokande (Hyper-K). Uniwersytet Jagielloński poinformował o udziale blisko 630 naukowców z 22 krajów (stan na lipiec). (PAP)
akp/ zan/
