Super-Kamiokande (voller Name: Super-Kamioka Neutrino-Entdeckungsexperiment, das zu Super-K oder SK abgekürzt ist), ist eine Neutrino-Sternwarte, die unter Gestell Kamioka in der Nähe von der Stadt Hida, Gifu Präfektur, Japan ist. Die Sternwarte wurde entworfen, um nach Protonenzerfall zu suchen, atmosphärischen und Sonnenneutrinos zu studieren, und Bewachung für supernovae in der Milchstraße-Milchstraße zu behalten.

Beschreibung

Der Super-K wird Untergrundbahn in der Mozumi Mine im Kamioka Gebiet von Hida gelegen. Es besteht aus einer zylindrischen Zisterne des rostfreien Stahls, die hoch ist und im Durchmesser haltende 50,000 Tonnen ultrareines Wasser. Das Zisterne-Volumen wird durch einen Oberbau des rostfreien Stahls in ein Gebiet des inneren Entdeckers (ID) geteilt, das im Durchmesser und in der Höhe und dem Außenentdecker (OD) ist, der aus dem restlichen Zisterne-Volumen besteht. Bestiegen auf dem Oberbau sind 11,146 Photovermehrer-Tuben (PMT) im Durchmesser, die dem Personalausweis und 1885 PMTs gegenüberstehen, die dem OD gegenüberstehen. Es gibt Tyvek und blacksheet Barriere, die dem Oberbau beigefügt ist, der optisch den Personalausweis und OD trennt.

Eine Neutrino-Wechselwirkung mit den Elektronen oder Kernen von Wasser kann eine beladene Partikel erzeugen, die sich schneller bewegt als die Geschwindigkeit des Lichtes in Wasser (um mit dem Übersteigen der Geschwindigkeit des Lichtes in einem Vakuum nicht verwirrt zu sein, das physisch unmöglich ist). Das schafft einen Kegel des Lichtes, das als Radiation von Cherenkov bekannt ist, die die optische Entsprechung zu einem Schallboom ist. Das Licht von Cherenkov wird als ein Ring auf der Wand des Entdeckers geplant und durch den PMTs registriert. Das Verwenden des Timings und der Anklage-Information, die durch jeden PMT, den Wechselwirkungsscheitelpunkt, die Ringrichtung und den Geschmack nach dem eingehenden Neutrino registriert ist, wird bestimmt. Von der Schärfe des Randes des Rings kann der Typ der Partikel abgeleitet werden. Das vielfache Zerstreuen von Elektronen ist groß, so erzeugen elektromagnetische Schauer krause Ringe. Hoch relativistische muons reisen im Gegensatz fast gerade durch den Entdecker und erzeugen Ringe mit scharfen Rändern.

Geschichte

Aufbau des Vorgängers der Kamioka gegenwärtigen Sternwarte, des Instituts für die Kosmische Strahl-Forschung, hat die Universität Tokios 1982 begonnen und wurde im April 1983 vollendet. Der Zweck der Sternwarte war zu entdecken, ob Protonenzerfall, eine der grundsätzlichsten Fragen der elementaren Partikel-Physik besteht.

Der Entdecker, genannt KamiokaNDE für das Kamioka Nukleonenzerfall-Experiment, war eine Zisterne in der Höhe und in Breite, 3,048 Metertonnen (3,000 Tonnen) reines Wasser und ungefähr 1,000 Photovermehrer-Tuben seiner inneren Oberfläche beigefügter (PMTs) enthaltend. Der Entdecker wurde befördert, 1985 anfangend, ihm zu erlauben, Sonnenneutrinos zu beobachten. Infolgedessen war der Entdecker (KamiokaNDE-II) empfindlich genug geworden, um neutrinos von SN 1987A, eine Supernova zu entdecken, die in der Großen Magellanic Wolke im Februar 1987 beobachtet wurde, und Sonnenneutrinos 1988 zu beobachten. Die Fähigkeit von Kamiokande experimentiert, um die Richtung von Elektronen zu beobachten, die in Sonnenneutrino-Wechselwirkungen erzeugt sind, erlaubt Experimentatoren, zum ersten Mal direkt zu demonstrieren, dass die Sonne eine Quelle von neutrinos war.

Trotz Erfolge in der Neutrino-Astronomie und Neutrino-Astrophysik hat Kamiokande sein primäres Ziel, die Entdeckung des Protonenzerfalls nicht erreicht. Höhere Empfindlichkeit war auch notwendig, um hohes statistisches Vertrauen zu seinen Ergebnissen zu erhalten. Das hat zum Aufbau von Super-Kamiokande, mit fünfzehnmal dem Wasser und zehnmal so viel PMTs geführt wie Kamiokande. Super-Kamiokande hat Operation 1996 angefangen.

Die Super-Kamiokande Kollaboration hat die ersten Beweise der Neutrino-Schwingung 1998 bekannt gegeben. Das war die erste experimentelle Beobachtung, die die Theorie unterstützt, dass das Neutrino Nichtnullmasse, eine Möglichkeit hat, dass Theoretiker über seit Jahren nachgesonnen hatten.

Am 12. November 2001 haben ungefähr 6,600 der Photovermehrer-Tuben (ungefähr 3000 $ jeder kostend), im Super-Kamiokande Entdecker implodiert anscheinend in einer Kettenreaktion als die Stoß-Welle von der Gehirnerschütterung jeder implodierenden Tube seine Nachbarn geknackt. Der Entdecker wurde durch das neu Verteilen der Photovermehrer-Tuben teilweise wieder hergestellt, die, und durch das Hinzufügen von Schutzacrylschalen nicht implodiert haben, die gehofft werden, wird eine andere Kettenreaktion hindern (Super-Kamiokande-II) wiederzukehren.

Im Juli 2005 haben Vorbereitungen begonnen, den Entdecker zu seiner ursprünglichen Form durch die Wiederinstallation von ungefähr 6,000 PMTs wieder herzustellen. Die Arbeit wurde im Juni 2006 vollendet, woraufhin der Entdecker Super-Kamiokande-III umbenannt wurde. Diese Phase des Experimentes hat Daten vom Oktober 2006 bis August 2008 gesammelt. Damals wurden bedeutende Steigungen zur Elektronik des Experimentes gemacht. Nach der Steigung ist die neue Phase des Experimentes Super-Kamiokande-IV genannt geworden. SK-IV setzt fort, zu laufen, Daten auf verschiedenen natürlichen Quellen von neutrinos sammelnd, sowie als der weite Entdecker für den Tokai-To-Kamioka (T2K) langes Grundlinie-Neutrino-Schwingungsexperiment handelnd.

Siehe auch

• Masatoshi Koshiba
• Yoji Totsuka
• Supernova 1987A
• Sonnenneutrino-Problem
• Sudbury Neutrino-Sternwarte
• K2K experimentieren
• T2K experimentieren