Super-Kamiokande steht für Super-Kamioka-Neutrino-Detektionsexperiment oft als Super-K oder nur SK bezeichnet. Dies ist ein Neutrino-Observatorium in der Nähe der Stadt Hida, Japan . Super-K benannt nach dem Berg Kamioka rechts unter dem Observatorium
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Neutrino ist ein subatomares Teilchen ohne elektrische Ladung, was bedeutet, dass es sich ohne Beeinflussung durch Magnetfelder durch Raum und Materie bewegt. Neutrinos stammen aus Kernreaktionen wie denen, die in der Sonne auftreten, auch als radioaktiver Zerfall bekannt. Super-K Observatorium wurde geschaffen, um Protonenzerfall, solare und atmosphärische Neutrinos zu beobachten und auch nach Supernova-Sternen im Milchstraße .
Das Observatorium ist positioniert in Mozumi Mine tausend 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 Metern, 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 montiert ist11 146 Fotovervielfacherröhren mit einem Durchmesser von 51 cm. 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 die inneren undder äußere 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 dassEs ist unmöglich, dass ein bekanntes Teilchen die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum überschreitet.
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 sie vom Fotovervielfacher erfasstRöhren und die Art des ankommenden Neutrinos wird bestimmt.
Der Vorgänger von Super-K wurde mit dem Ziel gebaut, die Existenz des Protonenzerfalls zu beweisen oder zu leugnen. Er wurde als bezeichnet. Institut für kosmische Strahlenforschung an der Universität Tokio und wurde 1983 fertiggestellt. Die Detektoreinheit namens KamiokaNDE Kamioka Nucleon Decay Experiment war zehnmal kleiner als SK, enthielt 3000 Tonnen ultrareines Wasser und unterhielt tausend Photovervielfacherröhren. Nach einem Upgrade im Jahr 1985 das Observatoriumkonnte Sonnen- und Neutrinos aus einer Supernova in der 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 Beweis für eine Neutrinoschwingung an. Dies war tatsächlich der erste Beweis, der die Theorie stützte, dass Neutrino eine andere Masse als Null hat.
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