Komora dla detektora Hyper-Kamiokande to jedna z największych kawern (otworów), wydrążonych przez człowieka w skale macierzystej. Główna komora skalna składa się z segmentu stropowego w kształcie kopuły o średnicy blisko 69 metrów i wysokości 21 metrów, poniżej którego znajduje się sekcja cylindryczna o wysokości 73 metrów - podało biuro prasowe Uniwersytetu Jagiellońskiego w przesłanej informacji (naukowcy z tej uczelni biorą udział w opisywanym projekcie).

Kolejnym etapem tego ogromnego przedsięwzięcia będzie przekształcenie głównej kawerny w gigantyczny zbiornik. Wszystkie komponenty detektora działające wewnątrz zbiornika mają zostać zainstalowane do 2027 r., po czym zbiornik zostanie napełniony „ultra czystą” wodą. Sam detektor ma rozpocząć pracę w 2028 r.

Do najważniejszych celów naukowych Hyper-Kamiokande można zaliczyć precyzyjne pomiary właściwości neutrin i badania nad rozpadami protonów, co ostatecznie powinno przyczynić się do wyjaśnienia fundamentalnych zagadek Wszechświata i przetestowania założeń wielkich teorii unifikacyjnych – przypomniano w komunikacie.

W projekt zaangażowani są również polscy naukowcy, którzy reprezentują dziewięć instytucji: Narodowe Centrum Badań Jądrowych (koordynator konsorcjum), Instytut Fizyki Jądrowej PAN, Uniwersytet Śląski, Politechnika Warszawska, Uniwersytet Warszawski, Uniwersytet Wrocławski, Akademia Górniczo-Hutnicza, Uniwersytet Jagielloński i Centrum Astronomiczne im. Mikołaja Kopernika.

Obiekt jest budowany w mieście Hida w prefekturze Gifu w Japonii. Hyper-Kamiokande, czyli detektor cząstek nowej generacji, docelowo będzie składał się z olbrzymiego zbiornika wodnego o objętości ponad 8 razy większej niż jego poprzednik – funkcjonujący obecnie Super-Kamiokande; i zostanie wyposażony w ponad 20 tys. nowoczesnych fotodetektorów.

Naukowcy z Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach wyjaśnili na stronie swojej uczelni, że Hyper-Kamiokande będzie detektorem opartym na wykorzystaniu promieniowania Czerenkowa do wykrywania cząstek naładowanych, powstających w wyniku oddziaływań neutrin, oraz do pomiaru ich kierunku oraz energii.

"Zaletą tego typu detektorów jest stosunkowo prosta zasada działania: neutrina rejestrowane są w dużej objętości niezwykle czystej wody, otoczonej detektorami światła – tzw. fotopowielaczami. Gdy neutrino wchodzi w interakcję z wodą, może dojść do powstania cząstek naładowanych, które poruszają się szybciej niż prędkość światła w wodzie. Skutkiem tego jest emisja promieniowania Czerenkowa, mającego formę stożka. Zjawisko to można porównać do fali uderzeniowej, która pojawia się, gdy obiekt przekracza prędkość dźwięku w powietrzu – tyle że tu dotyczy to światła w wodzie. Charakterystyczne błękitne promieniowanie jest rejestrowane w postaci świetlnych pierścieni przez fotopowielacze umieszczone na ścianach zbiornika. Na ich podstawie możliwe jest odtworzenie parametrów cząstki, która wygenerowała promieniowanie, a także samego neutrina” – tłumaczyli naukowcy z UŚ.

Międzynarodowy projekt badawczy Hyper-Kamiokande (Hyper-K) jest realizowany pod przewodnictwem Uniwersytetu Tokijskiego i Organizacji Badań Akceleratorów Wysokich Energii (KEK). Jak podał UJ, w lipcu uczestniczyło w nim blisko 630 naukowców z 22 krajów.(PAP)

akp/ zan/