Opracowaniem, produkcją i instalacją m.in. liniowego akceleratora elektronów, kompozytowych modułów fotodetektorów oraz modułów obwodów elektronicznych zajmie się konsorcjum dziewięciu polskich instytucji naukowych, którym lideruje Narodowe Centrum Badań Jądrowych. Prace będą prowadzone w ramach międzynarodowego projektu Hyper-Kamiokande.
Narodowe Centrum Badań Jądrowych w Polsce, Organizacja Badań Akceleratorów Wysokich Energii i Uniwersytet Tokijski podpisały protokół uzgodnień, którego celem jest promowanie międzynarodowego projektu naukowo-badawczego Hyper-Kamiokande. Polska jest pierwszym krajem, który podpisał Memorandum of Understanding. W sumie zainteresowanie udziałem w tym projekcie wyraziło już dziewięćdziesiąt państw.
Przedsięwzięcie koordynuje strona japońska. Główny detektor budowany w ramach projektu ma rozpocząć pracę w 2027 r. w Kamioce w prefekturze Gifu. Będzie miał całkowitą masę osiem razy większą niż jego poprzednik Super-Kamiokande i zostanie wyposażony w nowo opracowane fotodetektory o wysokiej czułości. Projekt zainaugurowano dwa lata temu, a w maju ubiegłego roku zakończono kopanie tunelu dojazdowego do lokalizacji eksperymentu. Jego celem jest wyjaśnienie Teorii Wielkiej Unifikacji i dostarczenie informacji o historii ewolucji Wszechświata poprzez badanie rozpadu protonów i pomiary efektów łamania symetrii CP (asymetrii między neutrinami i antyneutrinami), a także obserwacja neutrin pochodzących z wybuchów supernowych.
W projekt zaangażowało się dziewięć polskich instytucji, które utworzyły Polskie Konsorcjum Hyper-Kamiokande. W jego skład weszły: Instytut Fizyki Jądrowej PAN, Uniwersytet Śląski, Narodowe Centrum Badań Jądrowych (lider), Politechnika Warszawska, Uniwersytet Warszawski, Uniwersytet Wrocławski, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Uniwersytet Jagielloński i Centrum Astronomiczne im. Mikołaja Kopernika. Inicjatywa została zatwierdzona na Polskiej Mapie Drogowej Infrastruktur Badawczych.
Planowany udział polskiego konsorcjum w budowie eksperymentu, a później w pomiarach i opracowaniu wyników, daje szanse rozwijania nowoczesnych, bardzo czułych detektorów światła i elektroniki wymaganej do ich obsługi. Na Politechnice Warszawskiej i w CAMK zostanie zbudowanych kilkaset fotodetektorów, a systemy odczytu ich danych będą tworzone także w Krakowie: na Uniwersytecie Jagiellońskim i Akademii Górniczo-Hutniczej. W NCBJ powstanie akcelerator elektronów dedykowany do precyzyjnej kalibracji detektora wraz z linią prowadzenia wiązki. W zadaniu zostaną wykorzystane doświadczenia w budowie akceleratorów elektronowych w Świerku dostarczanych m.in. do CERN. Nasi naukowcy będą odpowiedzialni za ten ważny element kalibracji również podczas zbierania danych. Budowa elementów Hyper-Kamiokande wymaga również udziału polskiego przemysłu – wylicza prof. dr hab. Ewa Rondio, zastępca dyrektora NCBJ ds. naukowych.
Dodaje, że polskie zespoły zaangażowane w project Hyper-Kamiokande współpracują z japońskimi badaczami już od wielu lat przy projekcie T2K i Super-Kamiokande. Przypomina również, że prowadzone w Kraju Kwitnącej Wiśni badania nad neutrinami doprowadziły do dwóch osiągnięć uhonorowanych nagrodami Nobla: obserwacji neutrin ze źródeł astrofizycznych, a następnie odkryciem zjawiska oscylacji neutrin. Pierwszą z tych nagród w roku 2002 dostali Raymond Davis Jr. (USA) i Masatoshi Koshiba (Japonia) za detekcję kosmicznych neutrin. Obserwacja dotyczyła neutrin ze Słońca i z wybuchu supernowej w detektorze Kamiokande. Drugą w roku 2015 otrzymali Japończyk Takaaki Kajita i Kanadyjczyk Arthur B. McDonald, którzy odkryli oscylację neutrin.
Prof. T. Kajita pracował w eksperymencie Super-Kamiokande, a teraz jest koordynatorem zespołu uczestniczącego w budowie Hyper-Kamiokande (trzecia generacja) na Uniwersytecie w Tokio. Obserwacja zjawiska oscylacji neutrin dowodzi, że neutrina mają niezerową masę spoczynkową, co jest bardzo ważne dla naszych wyobrażeń o elementarnych składnikach materii i ich oddziaływaniach – zwraca uwagę prof. Rondio, kierująca polskim konsorcjum.
źródło: NCBJ