źródło: Wikipedia (CC 4.0)
Zakończył się najnowszy etap globalnej inicjatywy badawczej Hyper-Kamiokande, skoncentrowanej na budowie zaawansowanego detektora cząstek. Ogromna podziemna komora, w której ma się znaleźć główny zbiornik na wodę, jest już gotowa. W projekcie bierze udział około 630 badaczy z 22 krajów, w tym zespoły z Polski.
Jaskinia, w której znajduje się urządzenie Hyper-Kamiokande, należy do największych wykopalisk wykonanych przez człowieka w litej skale. Jej konstrukcja charakteryzuje się kopulastą częścią górną o szerokości prawie 69 metrów i wysokości 21 metrów, pod którą rozciąga się cylindryczny szyb o wysokości 73 metrów, jak szczegółowo opisał Dział Komunikacji Uniwersytetu Jagiellońskiego (instytucja współpracująca).
Dalsze prace przekształcą główną komorę w kolosalny zbiornik wodny. Cały sprzęt detekcyjny w tej przestrzeni ma zostać zainstalowany do 2027 roku, a następnie zbiornik zostanie napełniony specjalnie oczyszczoną wodą. Rozpoczęcie eksploatacji detektora planowane jest na 2028 rok.
Zgodnie z dokumentacją projektu, do najważniejszych celów naukowych należy szczegółowa analiza właściwości neutrin i badania rozpadu protonów, co potencjalnie może rzucić światło na zagadki kosmosu i potwierdzić teorie wielkiej unifikacji.
Polskie zaangażowanie naukowe obejmuje dziewięć instytucji: Narodowe Centrum Badań Jądrowych (organizacja wiodąca), Instytut Fizyki Jądrowej PAN, Uniwersytet Śląski, Politechnika Warszawska, Uniwersytet Warszawski, Uniwersytet Wrocławski, Akademia Górniczo-Hutnicza, Uniwersytet Jagielloński i Centrum Astronomiczne im. Mikołaja Kopernika.
Obiekt Hyper-Kamiokande, zlokalizowany w mieście Hida w japońskiej prefekturze Gifu, będzie miał zbiorniki wodne o pojemności ośmiokrotnie większej niż jego poprzednik, Super-Kamiokande, a także ponad 20 000 zaawansowanych czujników światła.
Naukowcy z Uniwersytetu Śląskiego wyjaśniają, że w projekcie Hyper-Kamiokande promieniowanie Czerenkowa posłuży do identyfikacji naładowanych cząstek powstających w wyniku oddziaływań neutrin, co umożliwi pomiar ich trajektorii i poziomu energii.
„Ta metoda detekcji opiera się na obserwacji emisji światła w ultraczystej wodzie otoczonej fotopowielaczami. Kiedy neutrina oddziałują z cząsteczkami wody, powstające cząstki naładowane mogą przekraczać prędkość światła w wodzie, generując stożkowe promieniowanie Czerenkowa. Analogicznie do uderzeń dźwiękowych w powietrzu, powoduje to powstawanie charakterystycznych niebieskich wzorów świetlnych rejestrowanych przez czujniki montowane na ścianach. Analiza tych wzorów pozwala na rekonstrukcję właściwości zarówno cząstek, jak i neutrin” – wyjaśniają naukowcy z Uniwersytetu Śląskiego.
Według danych Uniwersytetu Jagiellońskiego, w lipcu 2023 r. we współpracy Hyper-K, której przewodzą Uniwersytet Tokijski i organizacja badawcza KEK, brało udział 630 badaczy z całego świata. (PAP)
akp/ zan/
