Neutrínó detektorok, mint a munka: a példa a japán „Super-Kamiokande”

Rejtett mélységben 1 km a hegy alatt Ikeno a Kamioka cink enyém, 290 km-re északra Tokyo (Japán) egy olyan hely, amely mint a barlangjába fog álmodni minden supervillain valamilyen film vagy egy történet supergoyah. Itt látható a "Super-Kamiokande" (vagy "Super-K") - neutrínó detektor. A neutrínók alapvető szubatomi részecskék kölcsönhatásba nagyon gyengén normális dolog. Ők képesek áthatolni teljesen mindenben és mindenütt. Monitoring ezen alapvető részecskék segítségével a tudósok megtalálni összeomló csillag és tanulni az új információt a világegyetemben. A kiadvány Business Insider közölte a három tagja az állomás „Super-Kamiokande”, és kitalálni, hogyan működik minden itt, és mit végzett kísérletek a tudósok itt.

Neutrínó detektorok, mint a munka: a példa a japán „Super-Kamiokande”

mártva szubatomi világ

A neutrínók rendkívül nehéz kimutatni. Olyan nehéz, hogy a híres amerikai asztrofizikus és tudomány népszerűsítője Neil deGrasse Tyson egyszer „a leginkább megfoghatatlan ragadozó helyet.”

„Az ügy nem a neutrínók nem akadály. Ezek a szubatomi részecskék képesek átjutni a több száz fényévnyi fém és nem is lassul „- mondta deGrasse Tyson.

De miért a kutatók általában megpróbálja elkapni őket?

„Amikor szupernóva kitörés történik, egy csillag összeomlik, és átváltozik egy fekete lyuk. Ha ez előfordul, a mi galaxisunk, a neutrínó detektorok, mint az azonos „Super K” tudja fogni kibocsátott folyamatban neutrínók. Az ilyen érzékelők nagyon kevés a világon”- magyarázza Yoshi Uchida a londoni Imperial College.

Mielőtt a csillag összeomlik bocsát ki minden irányba neutrínók világűrben, és a laboratóriumi, mint a „Super-Kamiokande” szolgálhat egy korai figyelmeztető rendszer, amely a tudósok szerint, hogy milyen irányba kell nézni, hogy az utolsó pillanatokban az élet csillagok.

„Az egyszerűsített számítások szerint az események egy szupernóva robbanás sugara, amelyben az érzékelők lehet fogni őket, csak akkor kerülhet sor, ha minden 30 év. Más szóval, ha kihagy egy, akkor meg kell várni, átlagosan néhány évtized, amíg a következő esemény”- mondja Uchida.

neutrínó detektor „Super K” nem csak egy fogás neutrínók belépő közvetlenül az űrből. Ezen felül, akkor átkerül a neutrínó kísérleti elrendezés a T2K található Tokajban, a másik része Japánban. Írta neutrínó gerenda át mintegy 295 kilométer, ami után beleesik a detektor „Super-Kamiokande” található, a nyugati része az országnak.

Figyeli a neutrínók változtatásra (vagy oszcillál), amikor áthalad a kérdésben, meg tudja mondani a tudósok többet a természet az univerzumban, például a kapcsolatát anyag és antianyag.

Neutrínó detektorok, mint a munka: a példa a japán „Super-Kamiokande”

„A modell a” Big Bang „azt sugallják, hogy az anyag és az antianyag jött létre egyenlő arányban” - mondta egy interjúban a Business Insider Vasco Morgan londoni Imperial College.

„Ugyanakkor, a nagy részét az antianyag néhány vagy valamilyen okból eltűnt. Közönséges anyag, mint antianyag sokkal több. "

A tudósok úgy vélik, hogy a tanulmány a neutrínók lehet az egyik módja, amellyel a válasz erre a találós végre talált.

A "Super-Kamiokande" fogás neutrínók

Található mélységben 1000 méter a föld alatt, „Super-Kamiokande” akkora, mint egy 15 emeletes épület valami ilyesmi.

Neutrínó detektorok, mint a munka: a példa a japán „Super-Kamiokande”

reakcióvázlat neutrínó detektor "Super-Kamiokande"

Hatalmas rozsdamentes acél tartály a henger alakú 50 tele van több ezer tonna, speciálisan tisztított víz. Áthaladó víz mozog neutrínó fénysebesség.

„neutrínó kerüljön a tartály belsejébe fényt hasonló a rendszer, mint” Concord „legyőzte a hangsebességet”, - mondta Uchida.

„Ha a légi jármű mozog nagyon gyorsan, és megtöri a hangsebességet, létrehoz egy nagyon erős lökéshullám hang a háta mögött. Hasonlóképpen neutrínók áthaladó víz és gyorsabban mozog, mint a fény sebessége teremt fény lökéshullám „- magyarázza.

A falakon, a mennyezet és az alján a tartály be van állítva egy kicsit több, mint 11.000 különleges aranyozott „izzó”. Ezek az úgynevezett fotomultiplierek, és nagyon fényérzékeny. Azt is elfog a fény lökéshullámok által generált neutrínók.

Neutrínó detektorok, mint a munka: a példa a japán „Super-Kamiokande”

A megjelenés fotomultiplierek így

Morgan Vasco leírja őket „fordított izzók.” Ezek az eszközök olyan túlérzékeny, hogy még egyetlen foton képes egy elektromos impulzust, amelyet ezután egy speciális elektronikus rendszer.

Ne igyon vizet, hogy legyen egy gyerek

Ez a fény a lökéshullámok által termelt neutrínók elérte érzékelők víz a tartályban legyen kristálytiszta. Olyan tiszta, hogy el sem tudja képzelni. A „Super-Kamiokande” átmegy egy állandó folyamat többszintű különleges tisztítást. A tudósok még sugárzunk ibolyántúli fénnyel ölni az összes lehetséges baktériumok. Ennek eredményeként lehetővé válik, hogy annyi borzalom veszi.

„Sverhochischennaya víz képes oldani semmit. Sverhochischennaya víz itt - nagyon-nagyon csúnya dolog. Azt a tulajdonságai a sav és lúg, „- mondta Uchida.

„Még egy csepp ez a víz adhat annyi baj, hogy soha nem álmodott” - teszi hozzá Vasco.

Neutrínó detektorok, mint a munka: a példa a japán „Super-Kamiokande”

A felhasználók vitorlás edény belsejében a "Super-Kamiokande"

Neutrínó detektorok, mint a munka: a példa a japán „Super-Kamiokande”

Ha szükséges a karbantartás elvégzése során az edényben, például csere a hibás érzékelők, a kutatók használt gumi csónakot (fenti képen).

Amikor Matthew Malek volt egy végzős hallgató a University of Sheffield hozzá, és két másik diák „szerencsés”, hogy ilyen munkát végez. A nap végén, amikor itt az ideje felkelni, közelebbről tervezett süllyesztjük gondola tört. A fizikusok már semmi köze, hanem visszatér a hajóra, és várja meg javítani.

„Nem értettem, amikor a hátán feküdt a csónakban, és beszélt másoknak, mint egy kis része a hajam, a szó szoros értelmében nem több, mint három centiméter hosszú, megérintette a vizet” - mondja Malek.

Miközben úszni „Super-Kamiokande” és a tudósok a tetején a gondola javított, Malek semmi gond. Ő kezdett aggódni kora reggel a következő napon, felismerve, hogy volt valami szörnyű.

„Felébredtem 3 órakor a elviselhetetlen viszketés a fejen. Valószínűleg ez volt a legszörnyűbb, hogy viszket, amit valaha tapasztaltam az életemben. Rosszabb, mint a bárányhimlő, amit beteg volt gyermekkorában. Ez annyira rossz, hogy nem tudtam aludni, „- folytatta a tudós.

Malek rájött, hogy csepp víz van a hegyén a haját, „szívja száraz” belőle az összes tápanyagot és azok hiánya elérte a koponyáját. Sietve futott be a zuhany és töltött több mint egy óra, megpróbál visszatérni az állam a hajukat.

Egy másik történet azt mondta Vasco. Azt hallotta, hogy 2000-ben, a karbantartás során a személyzet húzta ki a víztartályt és alján található a vázlatot egy csavarkulccsal.

„Talán a legfontosabb véletlenül maradt az egyik a személyzet, amikor tele a tartályt vízzel 1995. Megengedi, hogy víz 2000-ben, azt találták, hogy a kulcs megoldás”.

"Super-Kamiokande 2,0"

Annak ellenére, hogy a „Super-Kamiokande” már nagyon nagy detektor neutrínók, tudós felvetette, hogy még nagyobb telepítési úgynevezett „Hyper-Kamiokande”.

„Ha megkapjuk a jóváhagyást az építési” Hyper-Kamiokande „az érzékelő üzemkész mintegy 2026,” - mondja Vasko.

szerint a javasolt koncepció, az érzékelő "Hyper-Kamiokande" 20-szor több, "Super-Kamiokande". Úgy tervezte, hogy körülbelül 99.000 fotoelektron sokszorozó csöveket.