Cómo funcionan los detectores de neutrinos: el ejemplo de los japoneses "Super-Камиоканде"

Escondido en la profundidad de 1 km debajo de la montaña de Икено, en la mina de zinc Камиока, a 290 kilómetros al norte de tokio (japón) se encuentra un lugar que como su guarida quería cualquier supervillano de cualquier película o de la historia de супергоях. Aquí está el "Super-Камиоканде" (o "Super-A") — нейтринный detector. Los neutrinos son subatómicas partículas fundamentales, muy poco se comunican con la normal de la materia. Ellos son capaces de penetrar absolutamente en todo y en todas partes. La supervisión de las fundamentales de las partículas de ayuda a los científicos a encontrar коллапсирующие las estrellas y conocer nueva información sobre nuestro Universo. La publicación Business Insider пообщалось con tres empleados de la estación de "Super-Камиоканде" y verificó como aquí todo funciona y qué experimentos aquí pasan los científicos.

Sumiendo en la субатомный mundo

El Neutrino es muy difícil de detectar. Es tan difícil que el famoso americano astrofísico y científico de la ciencia del nilo Деграсс tyson una vez describió como "la más esquiva presa en el espacio".

"la Materia no es para que los neutrinos ningún tipo de obstáculos. Estas partículas subatómicas son capaces de pasar a través de cientos de años luz de metal y ni siquiera de desaceleración", —, dijo Деграсс tyson.

Pero ¿por qué los científicos en general, tratan de captar?

"Cuando hay un brote de una supernova, una estrella de коллапсирует en sí mismo y se convierte en un agujero negro. Si este evento ocurre en nuestra galaxia, los detectores de neutrinos como el "Super-son capaces de captar emitidos en el marco de este proceso de neutrinos. Estos detectores son muy pocos en el mundo", — explica yoshi Учида del Imperial college de londres.

Antes de que la estrella коллапсирует, sale en todas las partes del espacio cósmico de neutrinos y de laboratorio de estos "Super-Камиоканде" sirven en función de los sistemas de alerta temprana, que dicen los científicos en qué dirección mirar, para ver los últimos momentos de la vida de las estrellas.

"Simplificado los cálculos dicen que el suceso de la explosión de una supernova en el radio, en la que nuestros detectores pueden captar, ocurren una sola vez en 30 años. En otras palabras, si se olvida de uno, tendrá que esperar, en promedio, unas décadas antes de que el próximo evento", — dice Учида.

El Detector de neutrinos "Super-" no sólo capta los neutrinos que llegan a él directamente desde el espacio. Además, en él se pasa de neutrinos con una instalación experimental T2K, situada en la ciudad de tokaj, que en la parte opuesta del japón. Enviado conjunto de los neutrinos tienen que ir a unos 295 kilómetros, después de lo cual se entra en el detector de "Super-Камиоканде", situado en la parte occidental del país.

La Observación de neutrinos cambian (o oscila) cuando se conduce a través de la materia, puede decir a los científicos más sobre la naturaleza del Universo, por ejemplo, sobre la relación entre la materia y la антиматерией.

"Nuestros modelos de la "Gran explosión" dicen que la materia y la antimateria se deben crear en proporciones iguales", —, dijo en una entrevista con Business Insider morgan vasco del Imperial College de londres.

"sin Embargo, la mayoría de antimateria por alguna o por alguna razón ha desaparecido. La materia común mucho más de antimateria".

Los Científicos creen que el estudio de los neutrinos puede convertirse en uno de las vías, debido a que la respuesta a este enigma se por fin se ha encontrado.

Como "Super-Камиоканде" recoge los neutrinos

Situado a una profundidad de 1000 metros bajo tierra, el "Super-Камиоканде de un tamaño de 15 pisos en el edificio representa algo como esto.

el Esquema de un detector de neutrinos "Super-Камиоканде"

Un Enorme depósito de acero inoxidable en forma de cilindro lleno de 50 mil toneladas específicamente para el agua tratada. Pasando a través de esta agua neutrinos se mueve con la velocidad más rápido que la velocidad de la luz.

"los Neutrinos cayendo en el recipiente, producen la luz de un esquema similar a como el "concorde" superaba la barrera del sonido", — dice Учида.

"Si el avión se mueve muy rápidamente y supera la barrera del sonido, detrás de él se crea muy potente de choque de la onda sonora. Del mismo modo que los neutrinos pasando a través del agua y moviendo más rápido que la velocidad de la luz crea la luz una onda de choque", —, explica el científico.

En las paredes, el techo y el fondo del depósito instalado un poco más de 11 000 especiales doradas "bombillas". Se llaman фотоумножителями y son muy светочувствительными. Estos son los que captan estos luminosos de las ondas de choque generadas por neutrinos.

se Ven фотоумножители es

Morgan vasco describe como "devoluciones de las bombillas". Estos aparatos tan сверхчувствительны, que incluso con la ayuda de un cuanto de luz capaces de generar un impulso eléctrico, que luego se procesa en especial el sistema electrónico.

No bebas водицу, козленочком vuelves

Para que la luz de ondas de choque generadas por los neutrinos alcanzó sensores de agua en el tanque debe ser cristalina. Tan pura que ni siquiera se puede imaginar. En "Super-Камиоканде" pasa un proceso permanente especial de varios niveles de limpieza. Los científicos incluso облучают la luz ultravioleta para matar a todas las posibles bacterias. Finalmente se convierte en tal, que incluso el pavor toma.

"Сверхочищенная el agua puede disolver todo lo que quieras. Сверхочищенная el agua aquí es muy muy desagradable pieza. Posee propiedades de los ácidos y los álcalis", — dice Учида.

"Incluso una gota de esta agua puedeentregar tantos problemas, que no soñaba", — agrega vasco.

las Personas navegan en un barco dentro del tanque de un "Super-Камиоканде"

Si es necesario realizar el mantenimiento dentro del depósito, por ejemplo, para la sustitución de los sensores, los investigadores deben utilizar tapones de goma de la barca (en la foto de arriba).

Cuando matthew malek era un estudiante de doctorado de la universidad de sheffield a él y a otros dos estudiantes para que "la suerte" de realizar un trabajo similar. Al final del día, cuando llegó la hora de levantarse arriba, especialmente diseñado para este опускаемая la góndola se rompió. Físicos que comienza no había nada que hacer, como volver volver en barco y esperar a que la repare.

"inmediatamente Me di cuenta cuando estaba en la espalda en este barco y hablaba con los demás, como una pequeña parte de mi pelo, literalmente, no más de tres centímetros de largo, el picaporte de esta agua", — dice malek.

Hasta que flotaba dentro de la "Super-Камиоканде", y los científicos en la parte de arriba restauraron góndola, malek en lo que no le preocupaba. Él se preocupaba por la mañana temprano al día siguiente, después de darse cuenta de que había ocurrido algo terrible.

"Me desperté a las 3 de la mañana de la picazón insoportable en la cabeza. Este fue, probablemente, el más espeluznante de la picazón, que jamás había experimentado en su vida. Peor que el de la varicela, que me переболел en la infancia. Fue tan terrible, que yo simplemente no podía dormir", — continuó el científico.

Malek di cuenta de que la gota de agua que ha cado en la punta de su cabello, "chupado sequedad" de todos ellos nutrientes y su déficit alcanzó su cráneo. Él a toda prisa y corrió a la ducha y se pasó más de media hora, tratando de recuperar el estado de su cabello.

Una historia contada en vasco. Había oído que en el año 2000, durante el mantenimiento, el personal ha bajado desde el depósito de agua y encontró en el fondo de los contornos de la llave.

"al Parecer esta clave, accidentalmente dejó uno de los empleados, cuando se llena el recipiente con agua en el año 1995. Спустив agua en el año 2000, han descubierto que la clave se ha disuelto".

"Super-Камиоканде 2.0"

A Pesar de que el "Super-Камиоканде" y, además, es un gran detector de neutrinos, los científicos propusieron crear aún más amplio, el de la instalación bajo el nombre de "Hiper-Камиоканде".

"Si tuviéramos la aprobación de la construcción de la "Hiper-Камиоканде", el detector está listo aproximadamente en el año 2026", — dice vasco.

De Acuerdo con la visión, el detector de la "Hiper-Камиоканде" será 20 veces más "Super-Камиоканде". En él se planea utilizar alrededor de 99 000 фотоумножителей.