В Японии дан старт проекту самого большого нейтринного детектора

МОСКВА, 14 фев — РИА Новости. Проект нейтринного детектора "Гипер-Камиоканде" официально одобрен правительством Японии. Об этом сообщается на сайте японской Организации по изучению высокоэнергетических ускорителей (КЕК), одного из ключевых участников проекта.

"Гипер-Камиоканде" (Hyper-Kamiokande, Hyper-K) станет крупнейшим в истории детектором нейтрино, или черенковским детектором. Объем его резервуара — миллиард литров сверхчистой воды — в 20 раз больше, чем у его предшественника — нейтринного детектора "Супер-Камиоканде". Он будет построен рядом с шахтой Камиока, в которой расположен "Супер-Камиоканде", вблизи японского города Хида. Площадка Камиока была выбрана из-за существующих горных сооружений и высокой прочности окружающих пород, а также из-за обилия запасов пресной воды.

Огромный размер "Гипер-Камиоканде" позволит ему обнаруживать беспрецедентное количество нейтрино, производимых различными источниками, включая космические лучи, Солнце, сверхновые и лучи, искусственно созданные ускорителем. В дополнение к изучению нейтрино, он будет контролировать воду на предмет возможного самопроизвольного распада протонов в атомных ядрах. Если его удастся зафиксировать, это станет революционным открытием, которое приблизит ученых к выяснению происхождения материи и созданию Великой единой теории элементарных частиц.

Современная стандартная модель физики элементарных частиц не допускает распада протонов, но многие теории, предложенные для ее замены и объединения фундаментальных сил природы, предсказывают это явление.

Конструкция нового детектора состоит из двух полумегатонных резервуаров, оснащенных фотодатчиками сверхвысокой чувствительности — фотоумножителями, которые улавливают слабые вспышки, возникающие, когда нейтрино сталкивается с атомом в воде, вызывая выброс высокоскоростных заряженных частиц.

Детектор "Гипер-Камиоканде" — это и "микроскоп", используемый для изучения элементарных частиц, и "телескоп" для наблюдения потоков нейтрино, исходящих от Солнца, и регистрации нейтринных вспышек сверхновых.

Он будет оснащен недавно разработанными высокочувствительными фотодатчиками, а высокоинтенсивный пучок нейтрино будет создаваться модернизированным ускорителем J-PARC.

В проекте участвуют около 350 исследователей из 16 стран, в том числе российские ученые. Японская сторона отвечает за строительство шахты, водного резервуара и связанной с ним системы водоснабжения и обеспечения, половину фотодатчиков для внутреннего детектора, автономные вычисления нулевого уровня, а также модернизацию ускорителя J-PARC и строительство новой экспериментальной установки для ближнего детектора комплекса.

Международный вклад будет включать в себя остальные фотодатчики для внутреннего детектора, крышки сенсоров и коллекторы света, фотодатчики для внешнего детектора, считывающую электронику, систему сбора данных, модернизацию системы водоснабжения, системы калибровки детекторов, автономную вычислительную систему и ближний/промежуточный детекторный комплекс.

Операции на "Гипер-Камиоканде" начнутся в 2027 году. Он станет одним из трех основных нейтринных экспериментов нового поколения, которые запланированы 2020-е годы. Два других — это эксперимент по глубинному подземному нейтрино (DUNE), который должен начаться в Соединенных Штатах в 2025 году, и подземная нейтринная обсерватория Цзянмэнь (JUNO) в Китае, которая, как ожидается, начнет сбор данных в 2021 году.