Super-K не лише ловить нейтрино з Космосу. З протилежного боку Японії в Токаї з допомогою іншого експерименту — T2K — під Землею запускається пучок нейтрино. Він подолає відстань в 295 км, аж доки його не підхопить Super-K в західній частині країни.
І якщо основна мета “полювання” на космічні нейтрино — це виявлення вибухів наднових, то тут вчені прагнуть побачити, як саме себе поводить нейтрино, коли проходить крізь матерію. Це може допомогти нам з’ясувати більше про походження Всесвіту та, наприклад, про взаємозв’язок між матерією та антиматерією і, можливо, дозволить дізнатися, як остання зникла.
“Наші моделі Великого вибуху передбачають, що матерія та антиматерія малим бути створені в рівних долях, проте зараз [більшість] антиматерії зникла так чи інакше.”
— доктор Морган Вацко, Імперський коледж.
Як Super-K ловить нейтрино
Super-Kamiokande має розміри 15-поверхового будинку. Це велетенський резервуар, що заповнений 50 000 т ультрачистої води.
Оскільки “подорожуючи” крізь воду нейтрино стає швидшим за світло, то, рухаючись в воді, він має генерувати світло. Це подібно до того, як надзвукові літаки створюють ударну хвилю та утворюють звук, тільки в даному випадку — це буде ударна хвиля світла.
Для того, щоб зафіксувати цю “ударну світлову хвилю”, всю камеру виклали 11 000 золотих лампочок. Це надзвичайно чутливі світлові детектори Photo Multiplier Tubes. Вони здатні виявити навіть мізерну кількість світла та перетворити її в електричний струм, доступний для вивчення та спостереження.
11 000 подібних світлових детекторів Photo Multiplier Tubes розміщенні в Super-Kamiokande. Виставка в Національному музеї природи та науки, Токіо, Японія. / фото Daderot, джерело wikimedia
Жахи чистої води
Однак, щоб світло ударних хвиль діставалося датчиків, вода повинна бути чистішою, ніж ви це здатні уявити. В Super-K відбувається її постійна фільтрація та очищення з допомогою ультрафіолетового світла, щоб знищити будь-які частки та бактерії. Не зважаючи на це, вода з резервуару Super-Kamiokande — не найкраща для пиття. Як розповів доктор Учіда:
“Вода, яка є ультра чистою, лише чекає, щоб розчинити в собі будь-що. Чиста вода дуже неприємна, вона має властивості кислот та лугів.”
Тому для технічного обслуговування Super-K необхідні гумові човни. Однак це не гарантує 100%-ий захист. Так, доктор Метью Малек з Університету Шефілда розповів, що одного разу під час роботи їх човен вийшов з ладу, й вони, допоки чекали на допомогу, прилягли на його дно перепочити. Малек не помітив, що частина його волосся опинилася в воді. Вночі вчений прокинувся від страшного свербіння, котре на давало йому змоги заснути. Вода буквально висмоктала поживні речовини через кінчики його волосся аж до скальпа.
Доктор Васко, залучений до експерименту Super-K, розповів ще одну історію, чуту ним від “старожилів” експерименту. У 2000 році воду з резервуара було спущено, й в нижній його частині помітили обриси гайкового ключа. Його, імовірно, лишили під час заповнення резервуару в 1995 році, і за ці 5 років він просто розчинився.
Й хоча після розказаного Super-Kamiokande може видатися страхітливим велетнем, однак амбіції вчених злетіли ще вище. Hyper-Kamiokande — новий нейтринний детектор, що, за їх задумом, буде в 20 разів більше за Super-K та матиме аж 99 000 детекторів світла, має бути затверджений після 2026 року.
