Здесь установлены многочисленные светодатчики, залитые 50 мегатоннами дистиллята. Сейчас Super-K – в стадии уникальной модернизации стоимостью 10 млн.долл, мегатонны воды слиты, и избранные могут впервые заглянуть в эту подземную нейтрино-обсерваторию.

нейтрино-обсерватория, детектор, обсерватория
Масштабы поражают
Фото: Шимбун Гетти

Модернизация позволит учёным на Super-K «охотиться» на нейтрино, испускаемые удаленными звёздами – как сверхновыми, так и стареющими (когда они взрываются). Ранее такие испускаемые ими нейтрино было трудно обнаружить. «Каждые 2–3 секунды сверхновая звезда гаснет где-то во Вселенной и производит 1058 нейтрино, - говорит Масаюки Накахата, физик Токийского университета,- после обновления детектор сможет ежемесячно считать несколько таких «реликтовых нейтрино»».

 

Обсерватория Super-K - совместный проект Японии и США, находится на высоте 1000 метров под горой, в центральной Японии. Вода, окружающая датчики, улавливает нейтрино из космоса или из расположенного на удалении ускорителя частиц. Нейтрино выбивает электрон из воды (или позитрон с нейтроном), это даёт вспышку, которую и детектируют датчики. Повысить чувствительность планируется добавлением в воду детектора соединений редкоземельных металлов (гадолиния и др), это одна из целей модернизации.

 

Внутри резервуара молекулы воды улавливают нейтрино, которые текут через землю от Солнца и атмосферы или излучаются от удалённого на сотни километров ускорителя частиц. В этом году в воду обсерватории добавят соль редкоземельного металла - гадолиния. Это сделает детектор намного лучше при различении различных типов нейтрино, а также их античастиц, антинейтрино.Тридцать лет назад, в 1987 году детектор Kamiokande (предшественник Super-K) обнаружил первые 10-12 нейтрино от сверхновой звезды 1987А в небольшой галактике «Большое Магелланово Облако», которая вращается вокруг Млечного Пути. И главный учёный проекта Масатоши Кошиба получил Нобелевскую Премию по физике-2002 – в том числе за это открытие. Правда, с тех пор ни одну нейтрино не  удавалось связать со сверхновой звездой. Но учёные продолжают ждать.

 

На Super-K у физиков большие надежды. «Super-K оказал такое же влияние на физику элементарных частиц, как адрон-коллайдер в CERN, - открывший бозон Хиггса», - говорит Джанет Конрад, физик нейтрино из Массачусетского технологического института в Кембридже. – Если они ещё и начнут легирование гадолинием – мы получим захватывающую физику будущего! А ведь многие говорили, что это невозможно сделать и по многим причинам».

 

Модернизируя Super-K, японцы держат в уме ещё более мощный проект. Это - Hyper-Kamiokande. Токийский университет взял на себя ответственность за проект стоимостью 55 миллиардов иен (где-то 500 млн долл), и теперь исследователи ждут, что летом скажет национальное правительство. Строительство новой обсерватории планируется в 2021-2027 гг.

 

В резервуаре Hyper-K будет храниться 260 000 тонн воды, - в пять раз больше, чем в резервуаре Super-K, такой огромный размер сделает исследования намного эффективнее при обнаружении сверхновых. Возможно даже, удастся выяснить информацию на счёт «антивещества» Вселенной путём детекции как нейтрино, так и антинетрино.

детектор, ученый, обсерватория
М. Накахата у детектора
Фото: Асахи Шимбун