იაპონიაში, იკენოიამას მთის ქვეშ 1000 მეტრ სიღრმეზე დამალული ადგილი, რომელიც ზებოროტმოქმედის საოცნებო შტაბს წააგავს, რეალურად მსოფლიოში ნეიტრინოების ყველაზე დიდი ობსერვატორია – სუპერ-კამიოკანდეა.
ნეიტრინოები ერთი-ერთი ყველაზე გავრცელებული სუბ-ატომური ნაწილაკებია სამყაროში – ყოველწამიერად 50 ტრილიონი მათგანი გადის ჩვენს ორგანიზმში კვალის დაუტოვებლად. ნეიტრალური მუხტი და პატარა მასა ის თვისებებია, რომლებიც მათ ნებისმიერ მატერიაში დაუბრკოლებლად გადაადგილების საშუალებას აძლევს. თუმცა სწორედ ამ მახასიათებლების დამსახურებაა ისიც, რომ ისინი ძალიან მოუხელთებელნი არიან. აქედან გამომდინარე გასაკვირი არაა, რომ მეცნიერებს დიდი წინააღმდეგობების გადალახვა უწევთ ნეიტრინო-დეტექტორების ასაგებად. უმეტესად აღჭურვილობა დამარხულია მთის ან ძალიან ღრმა ტბის ქვეშ, რათა ექსპერიმენტი კოსმოსური გამოსხივებისგან იზოლირდეს. სწორედ ასეთი ობსერვატორიაა სუპერ-კამიოკანდე.
ავზის შიდა ზედაპირზე განლაგებულია ფოტოსიგნალის გამაძლიერებელი 11 146 მილაკი, რომლებიც ნეიტრინოების წყალთან ურთიერთქმედების შედეგად წარმოქმნილი სინათლის დეტექტირებისათვის გამოიყენება. მიუხედავად იმისა, რომ ნეიტრინოები საკმაოდ მარტივად აღწევენ მთის შიგნით, მათი წყლის ელექტრონებსა თუ ბირთვებთან ურთიერთქმედება არც ისე ხშირია (დაახლოებთ ათობით ან ასობით ასეთი მოვლენა აღირიცხება ყოველდღიურად). როდესაც ეს ხდება, ურთიერთქმედება წარმოშობს დამუხტულ ნაწილაკს, რომელიც წყალში იმაზე დიდი სიჩქარით ვრცელდება, ვიდრე სინათლე იმავე გარემოში (და, ცხადია, არა ვაკუუმში!) . გამოსხივებული ნაწილაკები კი წარმოქმნიან ჩერენკოვის გამოსხივების სახელით ცნობილი სინათლის კონუსს. რადიაცია მჟღავნდება დეტექტორის შიგნით, როგორც კედლებზე პროექცირებული სინათლის რგოლი, კედლებზე განლაგებული ფოტოსიგნალის გამაძლიერებელი მილაკები კი ინახავენ ინფორმაციას. სწორედ ამგვარად, “ნეიტრინოს ლინზიდან” აკვირდებიან ტოკიოს კოსმოსური გამოსხივების ინსტიტუტის ფიზიკოსები სამყაროს. მთელი ამ ხნის განმავლობაში სუპერ-კამიოკანდეს დეტექტორის საშუალებით გაკეთდა რამდენიმე უმნიშვნელოვანესი აღმოჩენა, რომელთა გარეშეც თანამედროვე კოსმოლოგია ძნელად წარმოსადგენი იქნებოდა.
1987 წლის თერბვალში სუპერ-კამიოკანდეს საშუალებით პირველად აღმოაჩინეს სუპერნოვას შედეგად წარმოქმნილი ნეიტრინოები. მეტიც, სწორედ სუპერ-კამიოკანდემ მოგვაწოდა პირველი მტკიცებულებები იმის შესახებ, რომ მზე ნეიტრინოების წყაროა და მისი საშუალებით შესრულებულ გამოთვლებზე დაყრდნობით საბოლოოდ გადაიჭრა მზის ნეიტრინოების პრობლემა. ეს პრობლემა თავის დროზე დედამიწაზე გაზომილი და მზის ინტერიერის მოდელის მიერ თეორიულად გამოთვლილი ნეიტრინოების რაოდენობის აბსოლუტური შეუთავსებლობის გამო წარმოიშვა. როგორც სუპერ-კამიოკანდემ და შემდგომში სხვა ინსტრუმენტებმა აჩვენეს, ამის მიზეზი ისაა, რომ მზის მიერ წარმოქმნილი ნეიტრინოების მხოლოდ ნაწილის დეტექტირებაა შესაძლებელი, რადგან ეს ნაწილაკები არ არიან უმასოები, როგორც ადრე ითვლებოდა. ნეიტრინო სხვადასხვა ტიპის შეიძლება იყოს (ელექტრონული ნეიტრინო \(\nu_e \), მიონური ნეიტრინო \(\nu_\mu \), და ტაუ ნეიტრინო \(\nu_\tau \)). ამჟამად არსებული დეტექტორები მხოლოდ ზოგიერთი მათგანისადმი არიან მგრძნობიარენი.
დღესდღეობით ობსერვატორია კიდევ ერთ მნიშვნელოვან ამოცანაზე, პროტონის დაშლაზე მუშაობს. თეორიული მოდელის თანახმად, შესაძლებელია პროტონის დაშლა უფრო პატარა სუბატომურ ერთეულებად, თუმცა ამის ექსპერიმენტით შემოწმება, დროის საკითხია.
წყარო: https://www.atlasobscura.com/places/super-kamiokande
ფოტო: Kamioka Observatory, ICRR (Institute for Cosmic Ray Research), The University of Tokyo
One thought on “სუპერ-კამიოკანდე”
Comments are closed.