Pod goro Ikeno na Japonskem, v starem rudniku, ki sedi na tisoč metrih pod površjem, leži Observatorij Super Kamiokande (SKO). Od leta 1996, ko so začeli izvajati opazovanja, raziskovalci uporabljajo detektor Čerenkov v tej napravi, da bi iskali znake propadanja protona in nevtrinov v naši galaksiji. To ni lahka naloga, saj je nevtrine zelo težko zaznati.
Toda zahvaljujoč novemu računalniškemu sistemu, ki bo lahko v realnem času nadziral nevtrine, bodo raziskovalci v SKO v teh časih lahko podrobneje raziskali te skrivnostne delce. Pri tem upajo, da bodo razumeli, kako se zvezde tvorijo in se sčasoma sesedejo v črne luknje, in se odrezali vrhunec, kako je nastala materija v zgodnjem vesolju.
Nevtino, poenostavljeno, so eden temeljnih delcev, ki sestavljajo vesolje. V primerjavi z drugimi temeljnimi delci imajo zelo majhno maso, brez naboja in z drugimi vrstami delcev delujejo le preko šibke jedrske sile in gravitacije. Ustvarijo jih na več načinov, predvsem z radioaktivnim razpadom, jedrskimi reakcijami, ki napajajo zvezdo, in v supernovah.
V skladu s standardnim modelom Velikega poka so nevtrini, ki so ostali od nastanka Vesolja, najpogostejši delci, ki obstajajo. V vsakem trenutku se verjame, da se trilijoni teh delcev gibljejo okoli nas in skozi nas. A zaradi načina, kako komunicirajo s snovjo (torej le šibko), jih je izjemno težko zaznati.
Zaradi tega so nevtralni observatoriji zgrajeni globoko pod zemljo, da se izognejo motnjam kozmičnih žarkov. Zanašajo se tudi na detektorje Cherenkov, ki so v bistvu masivni rezervoarji za vodo, ki imajo na tisoče senzorjev obloge. Te poskušajo zaznati delce, ko upočasnijo lokalno hitrost svetlobe (tj. Hitrost svetlobe v vodi), kar je razvidno iz prisotnosti sijaja, znanega kot Čerenkovo sevanje.
Detektor v SKO je trenutno največji na svetu. Sestavljen je iz valjastega rezervoarja iz nerjavečega jekla, ki je visok 41,4 m in premera 39,3 m (129 ft) in vsebuje več kot 45 000 metričnih ton (50 000 ameriških ton) ultra čiste vode. V notranjosti je vgrajenih 11.146 cevi za fotopomnoževanje, ki zaznavajo svetlobo v ultravijoličnem, vidnem in bližnjem infrardečem območju elektromagnetnega spektra z izjemno občutljivostjo.
Raziskovalci v SKO že leta uporabljajo objekt za preučevanje sončnih nevtrinov, atmosferskih nevtrinov in umetnih nevtrinov. Vendar je tiste, ki jih ustvarijo supernove, zelo težko zaznati, saj se pojavijo nenadoma in jih je težko razlikovati od drugih vrst. Vendar pa z novo dodanim računalniškim sistemom raziskovalci Super Komiokande upajo, da se bo to spremenilo.
Kot je v nedavni izjavi za znanstveno novicarsko službo (SINC) pojasnil Luis Labarga, fizik na avtonomni univerzi v Madridu (Španija) in član sodelovanja:
"Eksplozije supernove so eden najbolj energičnih pojavov v vesolju in večina te energije se sprošča v obliki nevtrinov. Zato je odkrivanje in analiza nevtrinov, ki se sproščajo v teh primerih, razen tistih iz Sonca ali drugih virov, zelo pomembna za razumevanje mehanizmov nastanka nevtronskih zvezd - vrste zvezdnih ostankov - in črnih lukenj. "
V bistvu je nov računalniški sistem zasnovan za analizo dogodkov, zabeleženih v globinah opazovalnice v realnem času. Če zazna neobičajno velike pretoke nevtrinov, bo hitro opozoril strokovnjake, ki bodo nadzirali nadzor. Nato bodo lahko v nekaj minutah ocenili pomen signala in videli, ali dejansko prihaja iz bližnje supernove.
"Med eksplozijami supernove se v izjemno majhnem časovnem obdobju - nekaj sekundah - ustvari ogromno število nevtrinov, zato moramo biti pripravljeni," je dodal Labarga. "To nam omogoča raziskovanje temeljnih lastnosti teh očarljivih delcev, kot so njihove interakcije, njihova hierarhija in absolutna vrednost njihove mase, razpolovni čas in zagotovo druge lastnosti, ki si jih še ne moremo niti zamisliti."
Prav tako pomembno je dejstvo, da bo ta sistem omogočil SKO, da izdaja zgodnja opozorila raziskovalnim centrom po vsem svetu. Kopenski opazovalniki, v katerih si astronomi želijo opazovati, kako supernova ustvarja kozmične nevtrine, bodo lahko vnaprej usmerili vse svoje optične instrumente proti viru (ker bo trajalo dlje, ko bo prispel elektromagnetni signal).
S tem sodelovalnim prizadevanjem bodo astrofiziki morda lažje razumeli nekatere najbolj neugledne nevtrine vseh. Razumevanje, kako ti temeljni delci medsebojno vplivajo na druge, bi nas lahko približali veliki enotni teoriji - enemu izmed glavnih ciljev observatorija Super-Kamiokande.
Do danes na svetu obstaja le nekaj nevtrino detektorjev. Mednje spadajo detektor Irvine-Michigan-Brookhaven (IMB) v Ohiu, Neutrino observatorij Subdury (SNOLAB) v Ontariu v Kanadi in observatorij Super Kamiokande na Japonskem.
