Super-Kamiokande 1.39

Super-Kamiokande est un observatoire de neutrinos. Il est situé au Japon près de la ville de Mozumi et consiste en un immense cylindre de 40 mètres de haut et 40 mètres de diamètre rempli de plus de 50 000 tonnes d'eau. Son emplacement dans une mine, en dessous d'une montagne, lui fournit une bonne protection au bruit de fond que constituent les rayons cosmiques (en majorité des muons au niveau du sol) qui sont arrêtés par cette grande quantité de matière. Le but de cette expérience est d'étudier des particules élémentaires appelées neutrinos et les oscillations qui les gouvernent. En 1987, l'expérience précurseuse Kamiokande s'était mise en évidence par la détection de neutrinos provenant de l'explosion d'une étoile (la supernova SN 1987A, dans le Grand Nuage de Magellan), confirmant la théorie gouvernant les explosions de supernovæ. Son nom provient de Kamioka, le village montagnard où se situe l'expérience, et de NDE, signifiant tour à tour Nucleon Decay Experiment (« expérience de désintégration du nucléon ») puis Neutrino Detection Experiment (« expérience de détection du neutrino »). Pour l'anecdote, ce changement de nom intervint seulement quelques mois avant cette détection.FonctionnementLes neutrinos ont la particularité de très peu interagir avec la matière. C'est pourquoi une grande quantité de matière est nécessaire pour permettre de les détecter efficacement. Ainsi, tonnes d'eau purifiée constituent la cible de ce détecteur. Le neutrino va interagir avec un nucléon du noyau d'oxygène. Un nucléon et un lepton seront produits selon une désintégration β. Ce dernier correspondra au type de neutrino incident. S'agissant d'une particule chargée allant plus vite que la lumière dans l'eau, il produira un cône de lumière Tchérenkov qui donnera des informations sur l'énergie, le type et la direction du neutrino incident. Cette lumière sera recueillie par des tubes photomultiplicateurs (PMT) qui amplifieront ce signal et le transformeront en signal électrique.