东京大学 超级神冈代内部
天文台排列着13000个光电倍增管,用于放大微弱的闪光
学分:东京大学ICRR神冈天文台(宇宙射线研究所) 超级神冈代中微子天文台可以探测到不同种类的中微子相关现象,包括我们银河系中的超新星爆炸
它通常充满纯水,但最近接受了一剂稀土元素钆
这将使天文台也有能力在更远的星系中看到超新星爆发
在日本中部城市Hida附近的地下1公里处,埋藏着一个40米高的巨大圆筒,里面装满了5000万升水
这是超级神冈代中微子天文台,自1996年以来,它一直在观察来自太阳、太阳系外、陆地和人造来源的中微子,即亚原子粒子
它用高度灵敏的光学传感器探测这些粒子,这些传感器记录中微子与水分子相互作用时出现的微小闪光
传感器需要非常灵敏,因为中微子事件很难记录
中微子的质量如此之小,以至于它们大多穿过普通物质,就好像它不存在一样,很少相互作用
通过在地下深处建造观测站,它有助于阻挡其他种类的粒子和辐射,但允许中微子进入室内,有点像过滤器
闪光的具体特征告诉研究人员他们刚刚检测到的中微子的种类,因为有几种不同的类型与产生它们的各种现象有关
过去的遗迹
超新星不断出现,但它们相距如此之远,以至于产生的中微子变得非常弥散
学分:东京大学ICRR神冈天文台(宇宙射线研究所) 中微子相互作用释放出正电子和中子,中子撞击钆,然后钆发出伽马射线
学分:东京大学ICRR神冈天文台(宇宙射线研究所) 研究人员特别热衷于观察反电子中微子,因为它们能告诉我们关于我们宇宙的惊人数量的事情
虽然我们银河系中的超新星以前被探测过,但它们很少出现,相隔几十年
因此,研究人员在更远的地方寻找数十亿年前发生在遥远星系的超新星,但是有一个问题
来自这些遥远超新星的中微子信号非常微弱,很难与背景噪音区分开来
表示超新星事件的信号闪光需要一个助推器来帮助研究人员提取信号
解决办法是在水中加入一种杂质,这种杂质会对反电子中微子相互作用产生的中子产生明亮的闪光,但不会影响在超级神冈德的观测
研究人员已经将几吨稀土元素钆混合到纯净的水中
钆与某些中微子相互作用产生的中子相互作用,并发出易于探测的伽马射线闪光
这些闪光间接地告诉研究人员导致它们的中微子
最初,添加了13吨钆化合物,钆浓度约为0
01%
研究人员将增加这一数值,以进一步提高对中微子事件的敏感度
钆浓度为0
01%超级神冈代应该能够以50%的效率探测到来自中微子碰撞的中子,”负责这个项目的雅行·中川昭一教授说
“我们计划在几年内提高集中度,以提高效率
我希望我们能在几年内观察到来自古代超新星的中微子
"
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