1987年2月23日、史上初の超新星爆発からのニュートリノ観測という大偉業を成し遂げたカミオカンデ。16万光年離れた超新星爆発からもたらされた千載一遇のチャンスをとらえたのは浜松ホトニクスの光電子増倍管です。 その技術は絶え間ない進化を続け、高性能化された現在のスーパーカミオカンデそしてハイパーカミオカンデへと受け継がれていきます。
ハイパーカミオカンデ用新型20インチ光電子増倍管
物質を構成する最小の粒子を素粒子といいます。 現在確認されている素粒子は、陽子や中性子を構成するクォークと、電子の仲間であるレプトンに分類され、どちらも6種類あることが分かっています。レプトンの中で3種類は電荷がなく、これをニュートリノと言います。ニュートリノは宇宙で光の次に多く飛び交い、 太陽など星の中心で起こる核融合反応や、 重い星の最期に起こる超新星爆発、 宇宙線が飛び込む地球の大気、原子炉や地球の内部から発生しています。どんな物質も透過する性質を持ち、今この瞬間にも私たちの体の内部にも降り注いでいます。
原子と素粒子
クォークとレプトン
1987年2月23日の7時35分35秒(世界標準時)から約13秒間に、カミオカンデは大マゼラン星雲の超新星爆発で生じた1058個のニュートリノのうち11個を検出しました。それは16万年前に超新星爆発で生じたニュートリノでした。 地球を通過した時間確率は
$$\frac{13\ 秒\ (地球の通過時間)}{5\cdot10^{12}\ 秒\ (16万年)}=2.6\cdot\ 10^{-12}=\frac{2.6}{1\ 兆}$$
カミオカンデはこれほどのわずかなチャンスを捉えたことになります。宇宙ニュートリノ観測の業績により、カミオカンデを構想し、当時の実験の指揮をとっていた小柴昌俊先生は、2002年にノーベル物理学賞を受賞されました。
底部から魚眼レンズで撮影した、カミオカンデ検出器
[画像提供:東京大学宇宙線研究所 神岡宇宙素粒子研究施設]
スーパーカミオカンデ概念図[画像提供:東京大学宇宙線研究所 神岡宇宙素粒子研究施設]
スーパーカミオカンデは、カミオカンデの性能を20倍にアップしたもので、カミオカンデから約300m離れた神岡鉱山の地下約1000mに建設されました。直径39.3m、深さ41.4mの巨大水槽は、カミオカンデの約16倍にあたる5万トンもの超純水で満たされています。実験の目的は、太陽ニュートリノ、大気ニュートリノ、人工ニュートリノなどの観測を通じて、ニュートリノの性質の全容を解明することと、陽子の寿命を解明することです。
スーパーカミオカンデの内水槽には内向きに光電子増倍管と呼ばれる光センサーが、約11,200本取り付けられています。水中を走った荷電粒子から発するチェレンコフ光をこの光センサーでとらえます。チェレンコフ光からの光量と光をとらえた時間という2つの情報から、荷電粒子のエネルギーや方向を決定します。この光電子増倍管は光を受ける光電面の直径が約50センチメートル(20インチ)もあり、世界最大のものです。
関連ページ:
スーパーカミオカンデ用20インチ光電子増倍管
ハイパーカミオカンデのイメージ図
ハイパーカミオカンデ概念図
ハイパーカミオカンデ実験では、これまで培ってきた高いニュートリノ実験技術をもとにさらに実験感度を向上させます。検出器は、直径68m、深さ71mの円筒形のタンクに超純水を満たしたものです。タンクの体積は26万トン、有効体積は19万トンでスーパーカミオカンデの約10倍になります。タンクの壁には大型の超高感度光センサーが40,000本取り付けられ、水中で発生するチェレンコフ光をとらえます。スーパーカミオカンデの100年分のデータがハイパーカミオカンデでは約10年で得られることになります。そのため、これまで見えなかった素粒子のまれな現象や、対称性のわずかな破れの測定が可能になります。
提供 ハイパーカミオカンデ研究グループ
個々の光センサーでは、「いつ」「どれだけ」光を受けたかを測定します。光センサーの性能は、水チェレンコフ検出器全体の観測性能に大きく影響します。たとえば、光を受けた時間の測定精度があがると、ニュートリノ反応や陽子崩壊の発生点をより正確に推定できるようになります。また、バックグラウンドと呼ばれる偽の事象をより区別しやすくなる可能性があります。受けた光の量の測定精度があがると、反応で生成された素粒子のエネルギーをより正確に推定できるようになります。ハイパーカミオカンデ用には、スーパーカミオカンデ用をさらに高性能化した新型20インチ光電子増倍管が開発されました。
提供 ハイパーカミオカンデ研究グループ
ハイパーカミオカンデ用新型20インチ光電子増倍管
▼ハイパーカミオカンデに関する情報はこちら
It looks like you're in the . If this is not your location, please select the correct region or country below.
You're headed to Hamamatsu Photonics website for JP (Japanese). If you want to view an other country's site, the optimized information will be provided by selecting options below.
In order to use this website comfortably, we use cookies. For cookie details please see our cookie policy.
This website or its third-party tools use cookies, which are necessary to its functioning and required to achieve the purposes illustrated in this cookie policy. By closing the cookie warning banner, scrolling the page, clicking a link or continuing to browse otherwise, you agree to the use of cookies.
Hamamatsu uses cookies in order to enhance your experience on our website and ensure that our website functions.
You can visit this page at any time to learn more about cookies, get the most up to date information on how we use cookies and manage your cookie settings. We will not use cookies for any purpose other than the ones stated, but please note that we reserve the right to update our cookies.
For modern websites to work according to visitor’s expectations, they need to collect certain basic information about visitors. To do this, a site will create small text files which are placed on visitor’s devices (computer or mobile) - these files are known as cookies when you access a website. Cookies are used in order to make websites function and work efficiently. Cookies are uniquely assigned to each visitor and can only be read by a web server in the domain that issued the cookie to the visitor. Cookies cannot be used to run programs or deliver viruses to a visitor’s device.
Cookies do various jobs which make the visitor’s experience of the internet much smoother and more interactive. For instance, cookies are used to remember the visitor’s preferences on sites they visit often, to remember language preference and to help navigate between pages more efficiently. Much, though not all, of the data collected is anonymous, though some of it is designed to detect browsing patterns and approximate geographical location to improve the visitor experience.
Certain type of cookies may require the data subject’s consent before storing them on the computer.
This website uses two types of cookies:
This website uses cookies for following purposes:
Cookies help us help you. Through the use of cookies, we learn what is important to our visitors and we develop and enhance website content and functionality to support your experience. Much of our website can be accessed if cookies are disabled, however certain website functions may not work. And, we believe your current and future visits will be enhanced if cookies are enabled.
There are two ways to manage cookie preferences.
If you don’t want to receive cookies, you can modify your browser so that it notifies you when cookies are sent to it or you can refuse cookies altogether. You can also delete cookies that have already been set.
If you wish to restrict or block web browser cookies which are set on your device then you can do this through your browser settings; the Help function within your browser should tell you how. Alternatively, you may wish to visit www.aboutcookies.org, which contains comprehensive information on how to do this on a wide variety of desktop browsers.
Occasionally, we may use internet tags (also known as action tags, single-pixel GIFs, clear GIFs, invisible GIFs and 1-by-1 GIFs) at this site and may deploy these tags/cookies through a third-party advertising partner or a web analytical service partner which may be located and store the respective information (including your IP-address) in a foreign country. These tags/cookies are placed on both online advertisements that bring users to this site and on different pages of this site. We use this technology to measure the visitors' responses to our sites and the effectiveness of our advertising campaigns (including how many times a page is opened and which information is consulted) as well as to evaluate your use of this website. The third-party partner or the web analytical service partner may be able to collect data about visitors to our and other sites because of these internet tags/cookies, may compose reports regarding the website’s activity for us and may provide further services which are related to the use of the website and the internet. They may provide such information to other parties if there is a legal requirement that they do so, or if they hire the other parties to process information on their behalf.
If you would like more information about web tags and cookies associated with on-line advertising or to opt-out of third-party collection of this information, please visit the Network Advertising Initiative website http://www.networkadvertising.org.
We use third-party cookies (such as Google Analytics) to track visitors on our website, to get reports about how visitors use the website and to inform, optimize and serve ads based on someone's past visits to our website.
You may opt-out of Google Analytics cookies by the websites provided by Google:
https://tools.google.com/dlpage/gaoptout?hl=en
As provided in this Privacy Policy (Article 5), you can learn more about opt-out cookies by the website provided by Network Advertising Initiative:
http://www.networkadvertising.org
We inform you that in such case you will not be able to wholly use all functions of our website.
Close