ศูนย์ปฏิบัติการ Super-Kamiokande

               ศูนย์ปฏิบัติการ Super-Kamiokande  ตั้งอยู่ภายในภูเขาIkenoyama(MountIkenoyama).
ใต้เหมืองสังกะสีKamioka Mozumi( Kamioka Mozumi Mine ). อยู่ใต้พื้นดินลึกลงไปประมาณ 2.7 กิโลเมตร.ทางตอนเหนือของเมืองโตเกียวประมาณ 200 กิโลเมตร.  จัดตั้งขึ้นด้วยความร่วมมือ
ระหว่างญี่ปุ่นและอเมริกาเปิดใช้เป็นทางการเมื่อวันที่    1 เมษายน  ปี ค.ศ.1996. มีวัตถุประสงค์
เพื่อศึกษาคุณสมบัติของอนุภาคที่เกิดจากการสลายตัวของรังสีคอสมิกจากนอกโลกรวมถึงการ
สลายตัวของโปรตอนเรื่องราวเกี่ยวกับนิวตริโนทั้งจากดวงอาทิตย์ บรรยากาศ และซุปเปอร์โนวา
(supper nova ).

ศูนย์ปฏิบัติการ Super-Kamiokande

ณ ศูนย์ปฏิบัติการแห่งนี้มีเครื่องตรวจหาสำคัญที่เรียกว่า Super-Kamiokande .ซึ่งเป็นเครื่องตรวจ
หาอนุภาคที่อาศัยปรากฏการณ์ที่เรียกว่า"การแผ่รังสีเซเรนคอฟ "(Cherenkov radiation)ในน้ำ
มีลักษณะเป็นถังทรงรีขนาดใหญ่สูง 40 เมตรและเส้นผ่านศูนย์กลาง    40   เมตร   ภายในบรรจุน้ำ
บริสุทธิ์แล้วล้อมรอบด้วยหลอดขยายสัญญาณแสง  ( photomultiplier tubes (PMT)).    มีน้ำหนัก
สุทธิประมาณ 50,000 ตัน.  โดยจะประกอบไปด้วย   เครื่องตรวจหาด้านใน  ( inner detector (ID))
หนัก 32,000 ตัน.      ล้อมรอบด้วยหลอดขยายสัญญาณแสงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง  50   เซนติเมตร
จำนวน 11,146 หลอด. และเครื่องตรวจหาด้านนอก ( outer detector (OD))หนัก 18,000 ตันติดตั้ง
หลอดขยายสัญญาณแสงขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลาง 20  เซนติเมตร   จำนวน 1,885 หลอด.
ซึ่งรวมทั้งหมดจึงมีหลอดขยายสัญญาณแสงกว่า 13,000 หลอดที่ติดตั้งอยู่.

หลอดขยายสัญญาณแสง( photomultiplier tubes (PMT)) ที่ติดตั้งอยู่รอบๆเครื่องตรวจหา Super-Kamiokande ซึ่งภายในเครื่องตรวจหานี้บรรจุน้ำบริสุทธิ์

                  หลักการทำงานของเครื่องตรวจหา Super-Kamiokandeนี้จะอาศัยหลักการเคอเร็นคอฟ. 
ซึ่งชื่อ เคอเร็นคอฟนั้นตั้งเพื่อเป็นเกียรติแก่พาเวล อะเลกเซเยวิช เซเรนคอฟ(Pave lAlekseyevich
Cherenkov:1904-1990). นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียผู้ค้นพบปรากฏการณ์ที่อธิบายถึงการแผ่รังสี
ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า      เมื่อเคลื่อนที่ในน้ำด้วยความเร็วที่มากกว่าความเร็วของแสงในน้ำ
ดังนั้นเมื่อกรวยแสงมาถึงผนังเครื่องตรวจหาจะปรากฏลักษณะเป็นวง ๆ ลักษณะคล้ายๆ   กับ
กรวยของการเกิดคลื่นกระแทกของคลื่นเสียงนั่นเอง.เครื่องตรวจหาจะบันทึกเวลาที่มาถึงได้.
(จากการค้นพบในครั้งนี้ทำให้ เซเรนคอฟ ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี ค.ศ. 1958).

พาเวล  อะเลกเซเยวิช เซเรนคอฟ

เหตุการณ์สำคัญที่เกิดขึ้นที่ศูนย์ปฏิบัติการ Super-Kamiokande
1. ในปี ค.ศ. 1998 ค้นพบสมบัติการแกว่งกวัดของนิวตริโน ( neutrino oscillations ) จากมิวออน
นิวตริโนเป็นทาวนิวตริโน.
2. พบช่วงชีวิตของโปรตอน (proton life time)
3. ในปี ค.ศ. 1999 สร้างการทดลองที่เรียกว่า K2K  ( K2K Experiment ).   เพื่อหามวลของ
นิวตริโนโดยการศึกษาสมบัติการแกว่งกวัดเป็นระยะทางยาว ( a long baseline neutrino oscillation experiment ).  ใช้เครื่องเร่งโปรตอนซินโครตอนพลังงาน 12 GeV    ที่    The High Energy Accelerator Research Organization (KEK)  ในเมื่อง   Tsukuba ที่    Ibaraki Prefecture.
และเครื่องตรวจหา Super-Kamiokande ที่ยาวมากถึง250 กิโลเมตร ที่ KEK .     โดยทำการสร้าง
ลำนิวตริโนขึ้นมา และทำการตรวจหาปรากฏการณ์ต่างๆที่คาดว่าเกิดจากสมบัติการแกว่งกวัดของ
นิวตริโน.และเทียบกันระหว่างผลการวัดจากเครื่องตรวจหา Super-Kamiokande   กับเครื่องตรวจ
หาด้านหน้า.

แผนที่แสดงเส้นทางระหว่าง KEK ถึง Super-Kamiokande โดยเส้นสีดำแสดงระยะทาง 250 กิโลเมตร ที่ลำนิวตริโนจาก KEK ถูกส่งไปยัง Super-Kamiokande

4. เกิดอุบัติเหตุขึ้นในปี ค.ศ.2001เนื่องจากการระเบิดของหลอดขยายสัญญาณแสงกว่าหนึ่งพัน
หลอด.สร้างความเสียหาย มากและต้องหยุดการทำลองไปชั่วคราว
5.ในปีค.ศ. 2002 นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นประจำศูนย์คือ มาซาโตชิ โคชิบา(Masatoshi Koshiba:1926- )ได้รับรางวัล   โนเบลสาขาฟิสิกส์.จากการค้นพบนิวตริโนจากรังสีคอสมิก.ร่วมกับ เรย์มอนด์ เดวิส จูเนียร์.(Raymond Davis Junior:1914-2006) นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกาประจำ
ศูนย์ Brookhaven .

เรย์มอนด์ เดวิส จูเนียร์	มาซาโตชิ โคชิบา

           ปัจจุบันศูนย์ปฏิบัติการแห่งนี้ถือได้ว่าเป็นศูนย์ปฏิบัติการที่มีชื่อเสียงมากทางด้านการศึกษา
ค้นคว้าอนุภาคจากภายนอกโลก และทางศูนย์ยังคงทำการทดลอง K2K เพื่อไขข้อข้องใจทั้งหลาย
และมีการนำเสนอผลการทดลองเป็นระยะๆ.