Narodowe Centrum Badań Jądrowych (NCBJ) w Polsce, Organizacja Badań Akceleratorów Wysokich Energii (KEK) i Uniwersytet Tokijski (UTokyo) podpisały protokół uzgodnień (MoU), którego celem jest promowanie międzynarodowego projektu naukowo-badawczego Hyper-Kamiokande - poinformowało NCBJ w przesłanym komunikacie.

W skład konsorcjum wchodzi dziewięć polskich instytucji: Instytut Fizyki Jądrowej PAN, Uniwersytet Śląski, Narodowe Centrum Badań Jądrowych (NCBJ), Politechnika Warszawska (PW), Uniwersytet Warszawski, Uniwersytet Wrocławski, Akademia Górniczo-Hutnicza, Uniwersytet Jagielloński i Centrum Astronomiczne im. Mikołaja Kopernika (CAMK), a NCBJ jest jego koordynatorem.

Wśród przewidywanych wkładów konsorcjum znajduje się opracowanie, produkcja i instalacja liniowego akceleratora elektronów, kompozytowych modułów fotodetektorów, modułów obwodów elektronicznych. Oprócz Polski, w budowę i promowanie Hyper-Kamiokande zaangażowanych jest dwanaście krajów z trzech kontynentów.

Jak podano w komunikacie, przewiduje się, że detektor Hyper-Kamiokande będzie miał całkowitą masę osiem razy większą niż jego poprzednik Super-Kamiokande i będzie wyposażony w nowo opracowane fotodetektory o wysokiej czułości. Celem projektu 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. Budżet budowy został zatwierdzony przez parlament japoński w lutym 2020 r., co oznaczało oficjalne rozpoczęcie projektu. W maju 2021 roku zakończono kopanie tunelu dojazdowego do lokalizacji eksperymentu.

Jak wskazała prof. dr hab. Ewa Rondio, zastępca dyrektora NCBJ ds. naukowych, kierująca w NCBJ projektem Hyper-Kamiokande, zespoły zaangażowane w ten projekt współpracują z zespołami japońskimi już od wielu lat przy projekcie T2K i Super-Kamiokande. Badania nad neutrinami prowadzone w Japonii 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 Tokyo.

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.

„Uczestnicząc w przygotowaniu eksperymentu kolejnej generacji, Hyper-Kamiokande, bierzemy udział w projekcie bardzo ambitnym i wykorzystującym najnowocześniejsze technologie do osiągnięcia wielkiej precyzji planowanych pomiarów” – podkreśliła prof. dr hab. Rondio, cytowana w komunikacie.

„Projekt Hyper-Kamiokande został zatwierdzony 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” – dodała.

W dwóch warszawskich instytucjach – na Politechnice Warszawskiej i w Centrum Astronomicznym im. Mikołaja Kopernika – zostanie zbudowanych kilkaset fotodetektorów, a systemy odczytu ich danych będą tworzone także w Krakowie na UJ i AGH.

Budowa elementów Hyper-Kamiokande wymaga również udziału polskiego przemysłu. Z kolei w NCBJ powstanie akcelerator elektronów dedykowany do precyzyjnej kalibracji detektora wraz z linią prowadzenia wiązki. W tym zadaniu zostaną wykorzystane doświadczenia w budowie akceleratorów elektronowych w Świerku dostarczanych m.in. do CERN. „Nasz zespół będzie odpowiedzialny za ten ważny element kalibracji również podczas zbierania danych” – zapowiedziała prof. Rondio.

PAP - Nauka w Polsce

uka/ agt/