Ausgrabung für neues internationales Neutrino-Experiment abgeschlossen

In Japan sind die Ausgrabungen der gigantischen Höhle abgeschlossen, in der der Neutrinodetektor für das Hyper-Kamiokande-Experiment gebaut werden soll. Das internationale Projekt soll 2028 in Betrieb gehen und Italien ist mit dem Nationalen Institut für Kernphysik an diesem Projekt beteiligt. Die Höhle wurde 600 Meter unter der Erde , unter einem Berg in der Stadt Hida , gegraben.

Hyper-Kamiokande wurde entwickelt, um Neutrinostrahlen einzufangen. Diese besonders schwer fassbaren Teilchen wechselwirken nicht mit anderer Materie und werden von einer 300 Kilometer entfernten Quelle erzeugt. Der Komplex besteht im Wesentlichen aus einem riesigen Tank mit 260.000 Kubikmetern ultrareinem Wasser , dessen Aushub nun endlich abgeschlossen ist. Der zylindrische Tank hat einen Durchmesser von 69 Metern , ist fast 73 Meter hoch und wird von einer 21 Meter hohen Kuppel gekrönt. Bevor er mit ultrareinem Wasser gefüllt wird, wird er mit Tausenden von Photosensoren , sogenannten Multi-PMTs , bedeckt, die in der Lage sind, die durch die Wechselwirkung der Neutrinos verursachten Blitze im Dunkeln zu erkennen.

Italien spielt bei diesem Experiment eine Schlüsselrolle. Konkret wird am INFN- Standort Neapel ein neues Labor eingerichtet, das die Beiträge der beteiligten Länder zum Multi-PMT-Projekt koordiniert. Mehr als ein Drittel der Multi-PMT-Projekte werden dort zusammengeführt. Beteiligt sind außerdem die INFN-Standorte Bari, Neapel, Padua, Pisa und Rom, die Polytechnische Universität Bari, die Universität Federico II Neapel, die Universität Kampanien „Luigi Vanvitelli“, die Universität Salerno, die Universität Padua, die Universität Pisa und die Universität La Sapienza in Rom.

Das Hyper-Kamiokande-Experiment zielt außerdem darauf ab, Neutrinos aus Sternexplosionen, sogenannten Supernovas , zu beobachten und die Evolutionsgeschichte des Universums besser zu verstehen, insbesondere durch die Analyse der Asymmetrie zwischen Neutrinos und Antineutrinos . Diese Ziele ähneln denen anderer internationaler Neutrinoexperimente, etwa dem Unterwasserteleskop Km3Net, das aus zwei Detektoren auf dem Meeresboden des Mittelmeers besteht, einer in der Nähe von Toulon, Frankreich, und der andere vor der Küste von Capo Passero, Sizilien . Im Februar 2025 gab es die Beobachtung eines rekordverdächtigen Neutrinos bekannt, des energiereichsten, das je beobachtet wurde , was viele aktuelle wissenschaftliche Modelle in Frage stellt und neue Szenarien eröffnet.