Fotografía del Super-Kamiokande.

Super-Kamiokande, el laboratorio de neutrinos más espectacular

El Super-Kamiokande es el laboratorio de caza de neutrinos más espectacular del mundo.Un impresionante complejo subterráneo a 1000 metros de profundidad.

Si nos llevaran a la cámara principal del Super-Kamiokande sin decirnos bien de que se trata, su increíble configuración de miles de tubos foto-multiplicadores, dispuestos a manera de red, nos podría llevar a creer que estamos en una nave espacial o hasta, con un poco de libertades técnicas, en una máquina del tiempo. Pero no, el Super-K, como se lo llama coloquialmente, es uno de los observatorios de neutrinos más modernos del mundo.

Esquema del Super-Kamiokande.
Esquema del Super-Kamiokande, el detector de neutrinos japones ubicado a 1km de profundidad.

Para darnos una idea del costo de la instalación, cada una de esas esferas, es decir los tubos mencionados en el párrafo anterior, tienen un precio al rededor de los 20 mil a los 30 mil dólares.

Ubicado a nivel subterráneo, a unos 1000 metros de profundidad en una mina abandonada, el mismo es una estructura de configuración cilíndrica de 42 metros de altura por 39 de ancho en la cual alrededor de 11 mil tubos conforman una «red» de caza de neutrinos solares y atmosféricos.

Si bien todavía no se ha cumplido la misión principal del Super-K, es decir detectar el decaimiento de protones, los descubrimientos realizados sobre la oscilación de neutrinos le han valido el Premio Nobel de Física a Super-K Takaaki Kajita y Arthur McDonald .

Algunos detalles del Super-K

  • Fue construido en las entrañas de la mina Mozumi.
  • El tanque contiene 50 mil toneladas de agua ultra pura.
  • El techo de la instalación tiene 42 metros de altura.
  • El tanque tiene a su vez 39 metros de diámetro.
  • Dentro de la súper estructura existen 11-13 mil foto-multiplicadores (la cantidad varia dependiendo de la configuración del experimento)
  • Los tubos funcionan detectando radiación de Cherenkov.
  • El proyecto se inició en 1991 con un presupuesto de 100 millones de dólares.
  • Curiosamente a pesar de su éxito en la astronomía de neutrones, la cual permite estudiar distintos súper fenómenos astronómicos, el Super-K todavía no ha logrado detectar el decaimiento de protones, su misión original.
  • En el 2015 los investigadores del Super-K Takaaki Kajita y Arthur McDonald recibieron el premio Nobel por su trabajo en la oscilación de neutrinos de los neutrinos solares.
  • El laboratorio fue actualizado durante casi todo el 2018 y puesto nuevamente en funcionamiento durante el 2019.
  • El sistema de purificación de agua es uno de los más avanzados del mundo, capases de purificar a un estado ultra puro 30 toneladas de agua por hora en un sistema completamente cerrado.
  • El aire dentro del complejo también es purificado en un sistema lineal de 10 etapas.
Super-Kamiokande
Vemos el techo de la instalación.

El observatorio de Sudbury

No obstante, en Ontario, Canadá, existe otro sorprendente observatorio de neutrinos. Ubicado a 2 kilómetros de profundidad, el mismo consiste de 1 millón de litros de agua pesada que conforman el detector de Cherenkov principal. Todo contenido en una esfera de acrílico de 12 metros de diámetro.

El objetivo principal del mismo es estudiar la relación de los neutrinos emitidos por el Sol y además comprender su importancia dentro del universo.

Enlaces relacionados

Si deseas expandir tu lectura y conocer un poco más en profundidad sobre este tema les recomiendo los siguientes enlaces:

¿Qués es un neutirno?

El detector de neutrinos Super-Kamiokande – Muy buen enlace con una explicación resumida y concreta sobre cómo trabaja el Super-K

Los neutrinos ¿son materia o energía? – Por Asimov, quizás un poco desactualizado en estos tiempos, pero siempre vale la pena leerlo.

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