Ispod brda Ikeno u Japanu, u starom rudniku koji sjedi tisuću metara (3.300 stopa) ispod površine, nalazi se Opservatorij Super-Kamiokande (SKO). Od 1996., kada su počeli promatrati, istraživači koriste ovaj detektor Čerenkov da bi pronašli znakove propadanja protona i neutrina u našoj galaksiji. To nije lak zadatak, budući da je neutrinove vrlo teško otkriti.
Ali zahvaljujući novom računalnom sustavu koji će moći nadzirati neutrine u stvarnom vremenu, istraživači SKO-a moći će u skoroj budućnosti pomnije istražiti ove čestice misterija. Čineći to, nadaju se da će shvatiti kako se zvijezde tvore i na kraju srušiti u crne rupe i postignu vrhunac kako je stvar nastala u ranom Svemiru.
Neutrini, jednostavnije rečeno, jedna su od osnovnih čestica koje čine Svemir. U usporedbi s drugim temeljnim česticama, oni imaju vrlo malu masu, bez naboja i samo su slabi s nuklearnom silom i gravitacijom. Stvorene su na više načina, ponajviše putem radioaktivnog raspada, nuklearnih reakcija koje pokreću zvijezdu, te u supernovama.
U skladu sa standardnim modelom Velikog praska, neutrini koji su preostali od stvaranja Svemira najbrojnije su čestice koje postoje. U bilo kojem trenutku vjeruje se da se bililiji tih čestica kreću oko nas i kroz nas. Ali zbog načina na koji komuniciraju s materijom (tj. Slabo), izuzetno ih je teško otkriti.
Iz tog razloga, neutrinski su opservatoriji izgrađeni duboko pod zemljom kako bi se izbjegle smetnje kozmičkih zraka. Oslanjaju se i na Cherenkov detektore, koji su u osnovi masivni spremnici za vodu s tisućama senzora koji obrubljuju njihove zidove. Oni pokušavaju otkriti čestice dok su usporene do lokalne brzine svjetlosti (tj. Brzine svjetlosti u vodi), što je vidljivo prisutnošću sjaja - poznatog kao Čerenkovsko zračenje.
Detektor u SKO trenutno je najveći na svijetu. Sastoji se od cilindričnog rezervoara od nehrđajućeg čelika visokog 41,4 m i promjera 39,3 m (129 ft), a sadrži preko 45 000 metričkih tona (50 000 američkih tona) ultra čiste vode. U unutrašnjosti je montirano 11.146 cijevi za fotopomnožavanje koje otkrivaju svjetlost u ultraljubičastom, vidljivom i bliskom infracrvenom rasponu elektromagnetskog spektra s ekstremnom osjetljivošću.
Godinama su istraživači iz SKO-a koristili postrojenje za ispitivanje solarnih neutrina, atmosferskih neutrina i umjetnih neutrina. Međutim, one koje su stvorile supernove vrlo je teško otkriti jer se pojavljuju iznenada i teško ih je razlikovati od drugih vrsta. No, s novo dodanim računalnim sustavom, istraživači Super Komiokande nadaju se da će se to promijeniti.
Kao što je Luis Labarga, fizičar na Autonomnom sveučilištu u Madridu (Španjolska) i član suradnje, objasnio u nedavnoj izjavi znanstvenoj vijesti (SINC):
"Eksplozije supernove jedan su od najenergičnijih pojava u svemiru i većina se energije oslobađa u obliku neutrina. Zbog toga je otkrivanje i analiza neutrina emitiranih u tim slučajevima, osim onih sa Sunca ili drugih izvora, vrlo važno za razumijevanje mehanizama stvaranja neutronskih zvijezda - vrste zvjezdanog ostatka - i crnih rupa “.
U osnovi je novi računalni sustav osmišljen za analizu događaja zabilježenih u dubinama opservatorija u stvarnom vremenu. Ako otkrije abnormalno velike protoke neutrina, brzo će upozoriti stručnjake koji upravljaju kontrolama. Oni će nakon nekoliko minuta moći procijeniti važnost signala i vidjeti da li on zapravo dolazi iz obližnje supernove.
„Tijekom eksplozija supernove, ogroman broj neutrina nastaje u izuzetno malom vremenskom razmaku - nekoliko sekundi - i zato trebamo biti spremni“, dodao je Labarga. "To nam omogućava istraživanje temeljnih svojstava ovih fascinantnih čestica, poput njihovih interakcija, njihove hijerarhije i apsolutne vrijednosti njihove mase, njihovog poluživota i zasigurno drugih svojstava koja još uvijek ne možemo ni zamisliti."
Jednako je važna i činjenica da će ovaj sustav omogućiti SKO-u da izdaje rana upozorenja istraživačkim centrima širom svijeta. Zemaljska opservatorija, u kojoj astronomi žele gledati stvaranje kozmičkih neutrina od strane supernove, moći će unaprijed usmjeriti sve svoje optičke instrumente prema izvoru (jer će elektromagnetskom signalu trebati duže vremena).
Kroz ovaj zajednički napor, astrofizičari bi mogli bolje razumjeti neke od najnevjerojatnijih neutrina od svih. Razlučivanje interakcije tih temeljnih čestica s drugima moglo bi nas približiti velikoj jedinstvenoj teoriji - jednom od glavnih ciljeva Opservatorija Super-Kamiokande.
Do danas u svijetu postoji samo nekoliko neutrinskih detektora. Tu se ubrajaju detektor Irvine-Michigan-Brookhaven (IMB) u Ohiju, Neutrino opservatorij Subdury (SNOLAB) u Ontariju u Kanadi i opservatorij Super Kamiokande u Japanu.
