Techniklexikon

Superkamiokande

TeilchenphysikAstronomie und Astrophysik, japanischer Tscherenkow-Zähler für die Suche nach Neutrinos und den Nachweis des Protonzerfalls. Er ist die grössere Fortführung des Kamiokande, mit dem 1987 Neutrinos von der Supernova 1987A nachgewiesen wurden. 1998 lieferte Superkamiokande Resultate, die auf Neutrinooszillationen hindeuten.

Der unter der Leitung der Universität Tokio arbeitende Superkamiokande steht in 1000 m Tiefe in einem ehemaligen Bergwerk 250 km westlich von Tokio. Der Detektor besteht aus einem 41,4 m hohen Zylinder mit einem Durchmesser von 39,3 m, in dem sich 50 000 t hochreines Wasser befinden. Er teilt sich in einen inneren Teil mit 32 000 t Wasser und eine äusseren Teil mit 18 000 t. 11 200 Photomultiplier (Durchmesser jeweils 50 cm) bilden einen ringabbildenden Tscherenkow-Zähler (RICH). Die Energieauflösung beträgt 2,5% bei 1 GeV und 16% bei 10 MeV Neutrinoenergie. Die Energieschwelle liegt bei 5 MeV, wodurch nur der hochenergetische Teil im Spektrum der solaren Neutrinos dem Experiment zugänglich ist. Die Aufteilung in einen inneren und einen äusseren Detektorteil dient der Unterdrückung von Untergrundereignissen, hauptsächlich kosmischer Myonen und der Strahlung radioaktiver Zerfälle aus den umgebenden Felsen. Der äussere Detektorteil wird durch 1800 Photomultiplier beobachtet und im Anti-Koinzidenz-Modus betrieben. Aus der Messung des Tscherenkow-Lichtes, welches die in Neutrino-Wechselwirkungen entstehenden Myonen und Elektronen hervorrufen, kann auf die Richtung und Intensität der einfallenden Neutrinos geschlossen werden.

Superkamiokande: Das Innere des Detektors, halb gefüllt mit Wasser.