Detector de Neutrinos Super Kamiokande.

Neutrinos são uma das partículas mais abundantes e ainda misteriosas do nosso universo. A cada segundo 65 bilhões de neutrinos passam por cada centímetro quadrado do nosso corpo. Neutrinos não possuem carga elétrica, o que significa que eles não são afetados pelas forças eletromagnéticas que atuam sobre as partículas carregadas, como os elétrons e os prótons.

Eles também são extremamente pequenos por terem de viajar na maior parte do tempo intactos através da matéria. Isso faz com que os Neutrinos sejam extremamente difíceis de serem detectados, e quanto mais uma partícula desejarmos detectar, mais complexos e sofisticado os detectores terão que ser. O Super Kamiokande no Japão é um desses Observatórios de Neutrinos.

O Super Kamiokande ou Super-K está localizado a 1.000 metros de profundidade na mina Mozumi na área de Hida Kamioka, Japão. O observatório foi projetado para procurar o decaimento do próton, estudar os neutrinos solares e atmosféricos, e vigiar as supernovas na Via Láctea. O observatório foi construído no subsolo, a fim de isolar o detector de raios cósmicos e da radiações de outra natureza.

O observatório consiste de 50.000 toneladas de água pura em um tanque cilíndrico de aço inoxidável, medindo 41,4 metros de altura e 39,3 metros de diâmetro. Isto tudo encontra-se rodeado por 11.146 tubos fotomultiplicadores (PMT).

Quando um neutrino interage com os elétrons ou núcleos de água, produz uma partícula carregada que se move mais rapidamente do que a velocidade da luz na água (não deve ser confundido com superior à velocidade da luz no vácuo, que é fisicamente impossível).

Isto cria um cone de luz conhecido como Radiação Cherenkov, que é o equivalente óptico à uma explosão sônica. A Radiação Cherenkov é projetada como um anel na parede do detector e gravado pelos PMTs. O padrão distinto deste flash fornece informações sobre a direção e a natureza do neutrino de entrada.

O Super Kamiokande entrou em operação em 1996. Possui quinze vezes mais água e dez vezes mais PMTs que o seu antecessor, o Observatório Kamiokande. Apenas dois anos depois, em 1998, o observatório marcou o seu primeiro sucesso - detectou a primeira evidência de oscilação de neutrinos. Esta foi a primeira observação experimental, reforçando a teoria de que o neutrino tem massa diferente de zero, uma possibilidade que os teóricos haviam especulado por muitos anos.

Em 23 de fevereiro de 1987, o Super Kamiokande detectou, pela primeira vez, os neutrinos de uma explosão de supernova que ocorreu na Grande Nuvem de Magalhães. Esta observação confirma que a teoria da explosão da supernova estava correto e foi o alvorecer de uma nova era na astronomia dos neutrinos.