スーパーカミオカンデ 2.79

スーパーカミオカンデ（Super-Kamiokande）とは、岐阜県飛騨市神岡町（旧吉城郡）旧神岡鉱山内に設置された、東京大学宇宙線研究所が運用する世界最大の水チェレンコフ宇宙素粒子観測装置である。 と略されることもある。概要小柴昌俊東京大学名誉教授のノーベル賞受賞研究の元となったカミオカンデと同じ原理で、大きく高性能化されている。50,000トンの超純水を蓄えた直径40m、深さ41.4mのタンクと、その内部に設置した浜松ホトニクス社製の11,200本の光電子増倍管からなり、カミオカンデよりも性能が大幅に上がっている。この光電子増倍管でチェレンコフ放射を観測することにより、様々な研究を行う。1996年にスーパーカミオカンデが稼動したことにより、カミオカンデはその役目を終え、カムランドとして生まれ変わった。目的主な目的は、次の通り。 ニュートリノの性質の研究ニュートリノの質量やそれらの混合行列に関する詳細な分析を、大気ニュートリノ、太陽ニュートリノ、人工ニュートリノなどを用いて研究している。ニュートリノが質量を持っている場合には世代間の混合が生じる。これはニュートリノ振動と呼ばれる現象である。一例をあげると、飛行中の電子ニュートリノがミューニュートリノへ変化する。このニュートリノ振動を詳しく調べることにより、ニュートリノ同士の質量の2乗の差の絶対値を測定できる。また、ニュートリノと反ニュートリノの振動の違いを測定することにより、ニュートリノの混合行列に含まれる複素数の位相も決定できるかもしれない。ニュートリノに質量があることが明確となった今、このような詳細な研究はニュートリノになぜ質量があるのかなどを理解するためには必要不可欠なことである。ニュートリノ宇宙物理学カミオカンデによる超新星からのニュートリノを観測することに成功したことは、超新星の理論の妥当性を裏付けるものであった。超新星は重い元素を生成するのに極めて重要な役割を果たしているため、我々を形作る元素がどのように生成されてきたかを理解するのに大事な研究である。他にも太陽からくるニュートリノを観測することで、太陽のような星の理論的な理解が高い精度で可能となってきた。最近では宇宙での高エネルギー現象がニュートリノを発生している可能性があったり、超新星爆発起源の残存ニュートリノを探索するなど、活発な研究が進められている。大統一理論の実験的検証旧カミオカンデ建設当時に大統一理論の有力な候補と考えられていたSU(5)理論の予想する陽子の寿命は10 - 10年であったが、2004年現在まで陽子崩壊は観測されず、陽子の寿命は10年以上であることが分かった。これにより、SU(5)理論は否定された。なお、SO(10)理論等他のモデルも存在するため、"大統一理論"という考え方が否定されたわけではない。スーパーカミオカンデにおいても、陽子崩壊の観測が引き続き行われている。