Thursday, March 22, 2012

Detektor Neutrino; Super Kamiokande, Jepang

Neutrino adalah partikel yang paling melimpah namun misterius di alam semesta kita. Setiap detik, 65 miliar neutrino melewati setiap sentimeter persegi tubuh kita dan Bumi. Neutrino tidak bermuatan listrik, yang berarti bahwa mereka tidak terpengaruh oleh kekuatan elektromagnetik yang bekerja pada partikel bermuatan seperti elektron dan proton. Mereka juga sangat kecil dan karenanya mereka dapat bebas berjalan menembus materi dengan gangguan yang sangat sangat kecil. Hal ini membuat neutrino sangat sulit untuk dideteksi, dan semakin sulit sebuah partikel untuk dideteksi, maka detektor untuk mendeteksinya, harus semakin besar dan canggih. Super-Kamiokande di Jepang adalah salah satu observatorium neutrino.



Super-Kamiokande atau Super-K terletak 1.000 meter di bawah tanah di Tambang Mozumi di daerah Kamioka Hida. Observatorium ini dirancang untuk mencari peluruhan proton, mempelajari neutrino matahari dan atmosfer, dan berjaga-jaga untuk meneliti supernova yang akan terjadi di Galaksi Bima Sakti. Observatorium yang dibangun di bawah tanah ini untuk mengisolasi detektor dari sinar kosmik dan radiasi latar belakang lainnya.

Insinyur memeriksa instrumen di dalam tangki yang setengah terisi di Super-Kamiokande dengan perahu
Observatorium ini terdiri dari 50.000 ton air murni dalam tangki silinder baja tahan karat yang tingginya 41,4 meter dan berdiameter 39,3 meter. Tangki ini dikelilingi oleh 11.146 buah tabung photomultiplier (PMT). Ketika neutrino berinteraksi dengan elektron atau inti dari air, menghasilkan partikel bermuatan yang bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya di ruang vakum (bisa terjadi karena partikel berada di dalam air). Hal ini menciptakan kerucut cahaya yang dikenal sebagai radiasi Cherenkov, yang secaraoptis setara dengan ledakan sonik atau sonic boom. Sinar Cherenkov diproyeksikan sebagai cincin ke dinding detektor dan dicatat oleh PMT. Pola yang berbeda dari flash ini memberikan informasi mengenai arah dan flavour dari neutrino yang masuk.


Super Kamiokande mulai beroperasi pada tahun 1996. Observatorium ini mengandung lima belas kali air dan sepuluh kali pmt-pmt lebih banyak dari observatorium sebelumnya, yaitu Observatorium Kamiokande. Hanya dua tahun kemudian, observatorium ini mencetak keberhasilan pertama - bukti pertama dari osilasi neutrino. Ini adalah pengamatan eksperimental pertama yang mendukung teori bahwa neutrino memiliki massa bukan-nol, suatu teori telah dispekulasikan selama bertahun-tahun.


Pada tanggal 23 Februari 1987, Pendahulu Super-K, yaitu Kamiokande mendeteksi, untuk pertama kalinya, neutrino dari ledakan supernova yang terjadi di Awan Magellan Besar. Pengamatan ini menegaskan bahwa teori ledakan supernova adalah benar dan menjadi fajar sebuah era baru dalam astronomi neutrino.

Sebuah contoh peristiwa terdeteksinya neutrino










Source: Wikipedia