Das japanische Kabinett hat den Startschuss für a gegeben 600 Millionen US-Dollar riesiger Neutrino-Detektor soll gebaut werden. Hyper-Kamiokande-Experiment es könnte ein Spielveränderer für das Rennen sein, um zu erkennen und zu studieren Neutrinos .
VERBINDUNG: DIESE NEUEN RIESIGEN NEUTRINO-DETEKTOREN SPANNE DREI STAATEN
Wie werden Neutrinos beobachtet?
Neutrinos werden mit einem speziellen Gerät erkannt, das lustigerweise als Neutrino-Detektoren bezeichnet wird. Diese bestehen normalerweise aus einem großen Tank mit sehr reinem Wasser, der mit speziellen Detektoren ausgekleidet ist.
Die Idee ist, das Vorhandensein von etwas zu erkennen, das Cherenkov-Licht genannt wird.
" Cherenkov-Licht wird von der Neutrinos, wenn sie mit nahezu Lichtgeschwindigkeit durch das Wasser laufen. Daher erkennt der Detektor die Wirkung der Neutrinos, die mit dem Wasser und nicht mit den Neutrinos interagieren. selbst. "- astro.wisc.edu.
Warum ist der Nachweis von Neutrinos so schwierig?
Neutrinos sind hauptsächlich deshalb so schwer zu erkennen, weil sie so klein sind. Dies macht es fast unmöglich, sie direkt zu erkennen.
Aus diesem Grund sind andere Mittel zur indirekten Erkennung erforderlich, um zu versuchen, sie experimentell zu "beobachten".
"Neutrinos sind schwer zu erkennen, weil sie es sind 100.000 von Zeiten, die kleiner als ein Elektron sind, also zu klein, um mit aktuellen Geräten erfasst zu werden. Sie sind auch nicht geladen und interagieren nicht mit anderen Atompartikeln. Dies bedeutet, dass es schwieriger ist, Feynman-Diagramme zu finden. "- Mein Tutor .
Was ist das Hyper-Kamiokande-Experiment?
Das Hyper-Kamiokande-Experiment soll der größte jemals gebaute Neutrino-Detektor sein. 260.000 Tonnen aus hyperreinem Wasser wird der Detektor in einer riesigen Höhle nebenan gebaut Kamioka-Mine in Hida City .
Dieser neue Detektor wird, sobald er gebaut ist, sein bereits riesiges Geschwisterchen in den Schatten stellen. Super-Kamiokande-Detektor . Das Team hinter dem Projekt hofft, dass sein neuer gigantischer Detektor einige bahnbrechende Entdeckungen in diese schwer fassbaren Partikel bringen wird.
Im Journal berichtet Natur der Detektor hält ein Versprechen: -
" Die enorme Größe des Hyper-Kamiokande Hyper-K ermöglicht es ihm, eine beispiellose Anzahl von Neutrinos zu erkennen, die von verschiedenen Quellen produziert werden - einschließlich kosmischer Strahlung, Sonne, Supernovae und Strahlen, die künstlich von einem vorhandenen Teilchenbeschleuniger erzeugt werdenUm Neutrinos zu fangen, wird es das Wasser auf den möglichen spontanen Zerfall von Protonen in Atomkernen überwachen, was, wenn es beobachtet wird, eine revolutionäre Entdeckung wäre. "- Natur .
Das Projekt wird ein enormes Unterfangen sein und voraussichtlich irgendwo in der Region kosten. 600 Millionen US-Dollar 64,9 Milliarden japanische Yen. Weitere Investitionen sind erforderlich, um den PARC-Beschleuniger aufzurüsten. 300 km weg in Tokai, wo der Neutrinostrahl erzeugt wird.
Die japanische Regierung wird den Löwenanteil des Projekts finanzieren, das verbleibende Quartal wird von internationalen Partnern wie Großbritannien und Kanada bereitgestellt.
Wie groß wird Hyper-K sein?
Der riesige Detektor besteht aus einem trommelförmigen Tank 71 Meter tief und 68 Meter breit . Diese enorme Struktur wird in einer künstlichen Höhle untergebracht sein, die mit großen Mengen Sprengstoff gebaut wird.
" Eine Halle zur Unterbringung des Panzers wird an einer Stelle mit Sprengladungen ausgegraben. 8 Kilometer aus den vorhandenen Kamioka-Anlagen, um Vibrationen zu vermeiden, die den KAGRA-Gravitationswellendetektor stören, der kurz vor dem Betrieb steht. Der Standort Kamioka wurde vor Jahrzehnten aufgrund der vorhandenen Bergbauanlagen und der hohen Qualität des Gesteins ausgewähltdie reichliche Versorgung mit Süßwasser. "- Natur .
Empfindliche Lichtdetektoren säumen das Innere des Tanks. Diese erfassen schwache Blitze, die abgegeben werden, wenn Neutrinos mit Wasseratomen kollidieren.
Physiker auf der ganzen Welt sind sehr gespannt auf das Potenzial des Projekts. Dies liegt daran, dass es Unterschiede im Verhalten von Neutrinos und ihren Antimaterie-Gegenstücken untersuchen kann. Antineutrinos .
aber laut Masayuki Nakahata ein Physiker an der Universität von Tokio, die größte Entdeckung, die Hyper-K machen könnte, ist Protonenzerfall.
"Protonenzerfall wurde nie beobachtet und muss daher - wenn überhaupt - äußerst selten sein, was bedeutet, dass das Proton eine sehr lange durchschnittliche Lebensdauer von mehr als hat. 10 34 Jahre . "- Natur .
Dies wäre bahnbrechend, da das derzeitige Standardmodell in der Teilchenphysik keinen Protonenzerfall zulässt. viele neuere Theorien das könnte es ersetzen und versprechen, die fundamentalen Kräfte zu vereinen.
Hyper-K mit seinem viel größeren Wasservolumen sollte eine größere Wahrscheinlichkeit für den Zerfall von Protonen bieten - - wenn die Vorhersagen korrekt sind. Wenn dieses Phänomen nicht erkannt wird, kann dies dazu beitragen, die durchschnittliche Lebensdauer von Protonen erheblich zu verlängern.