イベントディスプレイ

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イベントディスプレイの見方

イベントディスプレイでは、光電子増倍管がとらえた光の情報を表示することにより、スーパーカミオカンデで検出しているデータを目で見ることができます。このディスプレイを見ることによって、検出された粒子の種類や方向などを大まかに判断することができます。

 

イベントディスプレイは次のように構成されています。

円筒形のスーパーカミオカンデ検出器をひらいた展開図になっています。このディスプレイのメインは直径50センチの光電子増倍管を、11,129個設置してある検出器内側の水槽の展開図です。小さな色のついた点は、光を捕らえた光電子増倍管をあらわし、点の色は捕らえた光の強さ(光量)を示しています。赤いほど強い光を受けたことを示します。点の色は、いつ光を捕えたかという時間情報を表示させることもできます。この場合は、赤いほど早い(前の)時間を示しています。ディスプレイの右上には、このときの検出器の外側の光電子増倍管の情報が示されています。

 

宇宙線ミューオンイベント

宇宙線ミューオンは、主に陽子からなる宇宙線が地球上の大気と衝突して生成され、地上までやってきます。水中でチェレンコフ光を出すのでニュートリノ検出の邪魔になります。ただし土の中で止まるので、地下1000メートルにもぐることで、宇宙線ミューオンは地表の10万分の1にまで減少します。それでもエネルギーの高い宇宙線ミューオンは、スーパーカミオカンデ検出器にまで到達し、1秒間に約2回の宇宙線ミューオンが検出されます。

 

ここではこれまでにあった面白いミューオンイベントを お見せします。

ななめ方向に入って検出器内で止まった

ななめ方向に入って検出器内で止まった

検出器の端をかするようなミューオンイベント

検出器の端をかすっている

二つ同時に検出されているミューオンイベント(色は時間を表示)

2つ同時に検出されている(色は時間を表示)

二つ同時に検出されているミューオンイベント(色は光の量を表示)

ひとつ前と同じイベント(色は光量を表示)

三つ同時に検出されているミューオンイベント(色は光の量を表示)

3つ同時に検出されている(時間表示)

上から入って検出器内部で止まっている(色は光量を表示)

上から入って検出器内部で止まった(光量表示)

上から入って検出器内部で止まっている(色は光量を表示)

ひとつ前と同じイベント(時間表示)

崩壊電子

ミューオンが崩壊して放出される電子も検出できます。

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ニュートリノイベント

ニュートリノイベントと宇宙線ミューオンイベントの違いは、大まかには外水槽の光電子増倍管が光を受けるかどうかの違いで区別することができます。宇宙線ミューオンは、電気を持った荷電粒子なので、スーパーカミオカンデの外水槽に飛び込んでくるとすぐにチェレンコフ光を出すため、外向きに設置された外水槽の光電子増倍管は光を感知します。宇宙線ミューオンはさらに水中を走ってチェレンコフ光を出し続けるため、内水槽の光電子増倍管でも光を感知します。

 

一方、ニュートリノは電気を持っていないので、水槽に入ってもすぐにチェレンコフ光を出せず、水中の荷電粒子をはじき飛ばして(あるいは相互作用して)、荷電粒子が走ることによってチェレンコフ光が出ます。したがって、ニュートリノイベントの場合には、外水槽の光電子増倍管は光を感知せず、内水槽の光電子増倍管が光を受けることが多いのです。このように、外水槽の光電子増倍管は、ニュートリノか、宇宙線ミューオンなどの荷電粒子かの大まかな区別をするのに非常に有効です。

 

ミューオンニュートリノイベント

ミューオンニュートリノによるイベント。チェレンコフリングがはっきりと見える。ミューオンニュートリノは水中の陽子などと反応してミューオンに変化する。実際に検出するのは、そのミューオンが放出したチェレンコフ光である。右上の外水槽の光電子増倍管はほとんど光を受けていない。

 

電子ニュートリノイベント

電子ニュートリノによるイベント。電子ニュートリノは水中の電子を叩き出す。電子は水中で電磁シャワーを発生するため、チェレンコフリングがぼやける。

 


遠近法的ディスプレイ(英語のページ)

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リアルタイムモニター(テスト運用)

スーパーカミオカンデで観測している今現在のデータの様子をあらわしたものです。(テスト運用ですので予告なく変更することがあります)

 

円筒形の検出器をひらいた展開図になっています。右上の小さい図は外側の水槽の展開図、大きい図が内側の水槽の展開図です。小さな色のついた点は、光を捕らえた光電子増倍管をあらわし、点の色は捕らえた光の強さを示しています。赤いほど強い光を受けたことを示します。

 

スーパーカミオカンデでは、ニュートリノは一日に約30個程度しか観測されません。このモニターでリアルタイムにニュートリノを見つけるのは確率的にとても難しいかもしれません。ほとんどが宇宙線ミューオンイベントです。それでも、光のパターンを見て粒子がどこから入ってきてどの方向に出て行ったのか、想像してみてはいかがでしょうか?

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リアルタイムモニターの展示

下記の施設では、スーパーカミオカンデの展示を行っていただいており、リアルタイムモニターも設置されています。

 

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