スーパーカミオカンデ Super-Kamiokande

スーパーカミオカンデ概要

実験目的

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  ニュートリノの性質の解明

  スーパーカミオカンデ実験の目的のひとつは、太陽ニュートリノ、大気ニュートリノ、人工ニュートリノなどの観測を通じて、ニュートリノの性質の全容を解明することです。1998年には、大気ニュートリノの観測により、ニュートリノが飛行する間にその種類が変化する現象(ニュートリノ振動)を発見し、さらに2001年には、太陽ニュートリノの観測により、太陽ニュートリノ振動を発見しました。2011年には人工ニュートリノによって第3の振動モードも発見しました。ニュートリノの性質を解明することは、宇宙の初期に物質がどのように作られたかという謎に迫ることにつながります。

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  ニュートリノを利用した星や宇宙の観測

  スーパーカミオカンデはニュートリノを使って星の内部や宇宙全体を「見る」こともできます。太陽で作られる太陽ニュートリノを観測することより、太陽内部の活動を直接知ることが可能になります。あるいは、超新星爆発からのニュートリノをとらえることにより、星の爆発過程の詳細を調べることができます。また、宇宙の始まりから起きてきた数多くの超新星爆発由来のニュートリノをとらえることによって、宇宙の歴史を探ることができます。

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  陽子崩壊現象の探索

  一方、物質に働く4つの力をまとめて説明する大統一理論では、陽子が崩壊して別のもっと軽い粒子になることを予言しています。スーパーカミオカンデでは、この未発見の陽子崩壊現象を探索しています。陽子崩壊が発見されれば、大統一理論が実証されます。

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  超新星背景ニュートリノの観測

  2020年8月より、スーパーカミオカンデ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。