スーパーカミオカンデ Super-Kamiokande

スーパーカミオカンデへようこそ！

スーパーカミオカンデ(SK)の研究対象の一つは「ニュートリノ」です。

ニュートリノは電子やクォークと同じように素粒子の一種ですが、電気を持たず物質となかなか反応しない粒子です。そのためニュートリノを捉えるためには大量の物質を必要とし、SKの5万トンという大量の超純水はそのためにあります。

ニュートリノは長らく質量を持たない粒子であると考えられてきましたが、SKで発見されたニュートリノ振動とよばれる現象（ニュートリノの種類が変わってしまう現象）によって質量をもつことが分かりました。これは現在の素粒子標準モデルが完璧ではないことを示す実験事実であり、未知なる素粒子モデルへの突破口を開くものです。

物質とほとんど反応しないニュートリノを使うと星の深部や宇宙の遠くまでも探ることができます。例えば、核融合が盛んに起きている太陽の中心部や大質量星の中心核がつぶれ超新星爆発が起こる瞬間を捉えることができます。また、宇宙の始まりから起きてきた超新星爆発からのニュートリノは今我々の周りを飛び交っていますが、それを捉えることができれば宇宙の歴史を紐解くことができます。

SKの究極的な目的のひとつは陽子の崩壊を発見することです。陽子がその仲間の粒子の中で最も軽い粒子だとするとエネルギー保存則により壊れることはできませんが、例えば電子やニュートリノ、パイ粒子などと「仲間」であるならば壊れることが可能です。もし、陽子崩壊がみつかれば素粒子が皆仲間であることが証明され、大統一理論とよばれる究極の理論を検証できます。

2020年8月より、SKの純水中にレアアースの一種であるガドリニウムという物質を加え、新生スーパーカミオカンデとして観測をスタートしました。これにより、ニュートリノの観測感度が向上し、特に「超新星背景ニュートリノ」の世界初の観測が期待されます。超新星背景ニュートリノは宇宙初期からの超新星爆発にともなうニュートリノであり、この観測によって宇宙の歴史を 探ることができます。

今後もスーパーカミオカンデ実験へのご理解と応援をいただけますよう、お願い申し上げます。