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![]() 专辑★
在地下千米深处探究宇宙的生成
「Super-Kamiokande」与「KamLAND」
宇宙是否有末日?对于这个问题,只要证实质子是有寿命的,即质子是会裂变的,那么,我们就能够回答说“宇宙是有末日的”。质子裂变会产生出一种辐射能,而东京大学宇宙射线研究所于1996年建成的「Super-Kamiokande」(即神冈质子裂变实验设施),就是检测这种辐射能的装置。
岐阜县的神冈矿山曾一直是锌矿产地,直到2001年闭矿。「Super-Kamiokande」就座落在神冈矿山的地下一千米深处。那里的地下岩磐被挖成一个直径40米、高42米的圆柱形空间,并被注入纯度极高的水,然后,再在里面放置一个同样注入了纯水的直径稍小于40米的圆筒状容器。容器的内壁上紧紧地排列着一万多只光检测器,它们对水分子中质子裂变产生的辐射能的光(即「切连可夫」光)进行捕捉。整个检测装置的建设投资约为100亿日元。在地面环境中,被称为宇宙射线的辐射能会对实验产生噪波,而离地面越深,这种噪波就越少。
「Super-Kamiokande」的前身—「Kamiokande」(直径比「Super-Kamiokande」稍小一点的检测装置)曾在1987年时偶然观测到由于新的星体裂变而产生的名为中微子的基本粒子。比「Kamiokande」更为先进的「Super-Kamiokande」,除了检测质子裂变以外,它还用于尚处在种种迷团之中的中微子的研究。
1998年,「Super-Kamiokande」观测到了中微子,并证实了这种基本粒子是具有质量的,这是物理学历史上划时代的新发现,因为很长时期以来,中微子一直被认为是没有质量的。对宇宙中微子的测出作出重大贡献的东京大学名誉教授小柴昌俊(76岁)在2002年10月荣获诺贝尔物理学奖。「Super-Kamiokande」的名字也顿时为世界所知。
同时,东北大学的中微子科学研究中心于1998年开始在「Kamiokande」的原址上建设专门用于中微子检测的装置,这就是「KamLAND」(即神冈液体闪烁器反中微子检测装置)。
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