Super Kamiokande: Japan möchte den weltweit größten Neutrinodetektor im Wert von 600 Millionen US-Dollar bauen
Japan möchte mit dem Projekt Super Kamiokande den größten Neutrinodetektor der Geschichte bauen, nachdem ein Kabinettsausschuss am 13. Dezember Milliarden Yen für seinen Bau genehmigt hatte. Dies berichteten die an dem Zukunftsprojekt beteiligten Wissenschaftler. Die neue Super Kamiokande wird 260.000 Tonnen hochreines Wasser fassen. Das ist mehr als das Fünffache der Menge, die sein ohnehin riesiges Geschwister enthält. Den neuen Neutrino Detector möchten Forscher in einer riesigen Höhle bauen. Diese soll dann neben der Kamioka-Mine in Hida ausgegraben werden. Das wissenschaftliche Projekt wird, wie die Physiker hoffen, bahnbrechende Entdeckungen über diese allgegenwärtigen Partikel bringen.
Neues Hyper Projekt nach Super Kamiokande
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Die enorme Größe des Hyper Kamiokande (Hyper-K) ermöglicht es ihm, eine beispiellose Anzahl von Neutrinos zu detektieren. Verschiedene Quellen können diese erzeugen. Dies schließt kosmische Strahlung, Sonne, Supernova und Strahlen ein, die künstlich aus einem vorhandenen Teilchenbeschleuniger stammen. Zusätzlich zum Auffangen von Neutrinos überwachen Forscher das Wasser auf den möglichen spontanen Zerfall von Protonen in Atomkernen. Das wäre an sich, wenn man es so beobachtet, eine revolutionäre Entdeckung.
Obwohl die Regierung noch keine offizielle Erklärung zur Genehmigung abgegeben hat, haben mehrere Wissenschaftler mitgeteilt, dass das Kabinett des Landes die erste Jahresscheibe in Höhe von 3,5 Milliarden Yen (32 Millionen US-Dollar) für den Bau überweisen wird. Diese hat die Regierung als Teil eines Nachtrags für das laufende Budgetjahr genehmigt. Das Parlament sollte jedoch zuerst noch das Finanzielle regeln. Dies geschieht voraussichtlich im nächsten Monat, sagen japanische Wissenschaftler und Physiker.
Präzisionsmessungen
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Neutrinophysiker sind von Hyper-K begeistert, weil es auf einer Konferenz in London am 16. Dezember Unterschiede im Verhalten von Neutrinos und ihren Gegenstücken gegen Materie, Antineutrinos, untersuchen kann. Das sagte Takaaki Kajita, Physiker an der Universität Tokio. Eine solche Asymmetrie könnte erklären, warum das Universum hauptsächlich Materie und wenig Antimaterie zu enthalten scheint. Dies sagte Kajita, der den Nobelpreis für Physik 2015 für seine Entdeckung von Neutrinoschwingungen erhielt. Diese haben die Wissenschaftler mit dem Super Kamiokande in den 90er Jahren hergestellt.
Super-K hat bereits Hinweise auf diese Diskrepanz gesehen, aber sowohl Hyper-K als auch DUNE sollten in der Lage sein, sie mit zwei verschiedenen Techniken mit hoher Genauigkeit zu messen – DUNE verwendet flüssiges Argon anstelle von Wasser und bietet so einen wichtigen Abgleich. “Sie haben eine ähnliche Sensibilität, aber für mich ist Komplementarität ein wichtiger Aspekt”, sagte Kajita.
Die größte Entdeckung, die Hyper Kamiokande machen kann, ist der Protonenzerfall, sagt Masayuki Nakahata, Physiker an der Universität Tokio. Er ist außerdem auch Sprecher für das Projekt Super Kamiokande, das eine internationale Zusammenarbeit ist, die Japan und die USA leiten. Protonenzerfall wurde nie beobachtet und muss daher, wenn überhaupt, außerordentlich selten sein, was bedeutet, dass das Proton eine sehr lange durchschnittliche Lebensdauer von mehr als 1034 Jahren hat.
Das derzeitige Standardmodell der Teilchenphysik erlaubt keinen Protonenzerfall, aber viele der Theorien, die vorgeschlagen wurden, um diesen zu ersetzen und die fundamentalen Kräfte der Natur zu vereinheitlichen, sagen das Phänomen voraus. Da Hyper-K ein viel größeres Wasservolumen überwacht als Super-K, hat es eine bessere Chance, den Zerfall von Protonen zu beobachten. Wenn es das Phänomen nicht erkennt, wird sich die Grenze für die durchschnittliche Lebensdauer des Protons verzehnfachen.
