一万一千个巨大的橙色眼睛面对进入日本超级神冈地下中微子观测站的幸运儿，这是迄今为止世界上最大的中微子探测器。看到这些光传感器的机会很少，因为它们通常浸没在50,000吨纯净水中。但是，在一月份完成的Super-K重大改造提供了难得的机会窥视这座宏伟的科学大教堂。
在十月至一月之间的十多年中，这是对11亿欧元（1000万美元）翻新工程的一部分，从探测器中排干了水。除其他事项外，此次升级将使Super-K能够搜寻偏远超新星发出的中微子，这是在老化的恒星因自身重量而坍塌时发生的爆炸。天文学家希望这些数据能更好地了解宇宙中超新星的历史，但是它们发出的中微子很难被发现。
“非常2”？几秒钟后，超新星在宇宙中的某个地方爆炸，并产生1058个中微子。领导Super-K（由日本和美国领导的国际合作）的中hat正幸说。东京大学的物理学家中says说，通过升级，探测器每月应该能够计数其中一些“微微”中微子。
Super-K位于日本中部飞ida附近一座山下1,000米处。在内部，水分子捕获中微子，这些中微子从太阳和大气中流过地面，或者从数百公里外的粒子加速器射入。今年晚些时候，天文台将在水中添加稀土金属g。这将使检测器更好地区分“不同类型”或“味道”。中微子及其抗粒子，抗中微子。
1987年，Kamiokande探测器Super-K较小的前身从超新星探测到了第一批中微子。十二个中微子来自超新星1987A，它发生在麦哲伦星云中，麦哲伦星云是绕银河系运行的一个小星系。首席实验师小芝昌俊（Masatoshi Koshiba）分享了2002年诺贝尔物理学奖。但是从那以后，没有中微子与超新星有关。
大多数太阳中微子会通过将电子从水分子上高速击落而露出自己，从而产生微弱的闪光（Super-K“是”看到的）。但是其他中微子，尤其是构成超新星发射主体的反中微子，则与原子核中的质子而不是电子相互作用。这种碰撞释放出一个中子和一个正电子，这是电子的反物质版本。对于探测器来说，正电子信号很难与太阳中微子的电子相区别。但是中子在被另一个原子核捕获时会产生自己的特征“射线”。
新力量
capturing核在捕获此类杂散中子方面比水氢或氧核更有效，并且它们产生的纬线更容易被Super-K探测到，这是另一种闪光。因此，当抗中微子命中时，Super-K将看不到一次闪光，而是两秒，相隔几微秒。
哥伦布俄亥俄州立大学的理论天体物理学家John Beacom和现在位于日本柏市的Kavli物理与数学研究所的Super-K实验学家Mark Vagins提出了将g添加到Super中的想法。 -K在2000年代初期。smaller已用于较小的中微子实验，但从未在水探测器中使用。
“我们刚开始时，与我们交谈的每个人都给了我们列出不可能的十个原因的清单，” Beacom说。Vagins说，最大的挑战是检测器水是否可以连续过滤以去除杂质而不同时去除the。他领导了长达十年的努力，以证明这一想法可行，其中包括建造一个价值600万美元的中微子探测器，该探测器被誉为“评估Ga的探测器系统作用”（EGADS）。这项工作的关键部分需要发明一种新型的供水系统。
到2015年，Beacom和Vagins已经说服了双方的合作，将next加入了下一次升级。改造的一部分被非正式地称为as抗中微子探测器，狂热地胜过老神冈，超级！（GADZOOKS！），包括感叹号。（像Egads一样，Gadzooks经常用在超级英雄漫画中以表示惊讶）。
Super-K已经取得了巨大的成功。1998年，即手术开始两年后，该探测器首次提供了可靠的证据，证明中微子和抗中微子可以“干振荡”？或三种口味之间的循环。这一发现迫使理论家修改了粒子物理学的标准模型-“对宇宙粒子和力的解释”，并提出了一系列新问题。（中hat孝夫和Super-K的前任领导人Takaaki Kajita因发现中微子振荡而分享了2015年诺贝尔物理学奖。）
剑桥大学麻省理工学院中微子物理学家珍妮特·康拉德（Janet Conrad）说：“ up-K对粒子物理学的影响甚至比对CERN发现希格斯玻色子的对撞机LHC影响更大，甚至影响更大。”
我很高兴Super-K现在开始使用starting掺杂。我认为物理学非常令人兴奋，康拉德说。我为我的朋友Mark Vagins和John Beacom感到高兴。有很多人说，由于许多原因无法做到这一点。
超级K
即使Super-K重新开始，日本物理学家仍在争取更大的兄弟，称为Hyper-Kamiokande。东京大学已经投入了550亿美元的资金，该研究计划现在正在进行中，研究人员正在等待听取日本中央政府是否会为其提供资助。预计将于八月做出决定。
大学的物理学家，Super-K合作的长期成员，项目负责人盐泽正人说：“目标是在两年内开始Hyper-K的建设，然后在2027年左右开始运营。”
Hyper-K储水箱可容纳260,000吨水，是Super-K的五倍多。它的庞大规模将使其更有效地探测超新星，但它也应有助于它研究另一个宇宙之谜：为什么宇宙似乎主要由物质组成，周围没有反物质。
理论家说，理解这种差异的关键一步是测量中微子和反中微子之间的不对称性，特别是测量中微子与中微子在三种风味之间的循环速度差异。通过使用粒子加速器通过地壳发射的中微子，Super-K已经看到了这种差异的强烈暗示，但是Hyper-K能够进行更精确的测量。
自然566，438-439（2019）
