El Observatorio de Kamioka , Instituto para la Investigación de Rayos Cósmicos (神岡宇宙素粒子研究施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設 施設施設施設施設uct eléctricos eléctrica . Mining and Smelting Co. cerca de la sección Kamioka de la ciudad de Hida en la prefectura de Gifu , Japón . Una serie de experimentos innovadores con neutrinos se han llevado a cabo en el observatorio en los últimos dosdécadas _ Todos los experimentos han sido muy grandes y han contribuido sustancialmente al avance de la física de partículas , en particular al estudio de la astronomía de neutrinos y la oscilación de neutrinos .
La mina Mozumi es una de las dos minas adyacentes propiedad de Kamioka Mining and Smelting Co. (una subsidiaria de Mitsui Mining and Smelting Co. Mitsui Kinzoku ). [1] : 1 La mina es famosa por ser el sitio de uno de los mayores envenenamientos masivos en la historia de Japón . De 1910 a 1945, los operadores de la mina liberaron cadmio de la planta de procesamiento en el agua local. Este cadmio causó lo que los lugareños llamaron enfermedad itai-itai . La enfermedad causó debilitamiento de los huesos y dolor extremo.
Aunque las operaciones mineras han cesado, la planta de fundición continúa procesando zinc , plomo y plata de otras minas y reciclando. [1] : 2, 6–7
Si bien todos los experimentos actuales están ubicados en la mina norte de Mozumi, la mina Tochibora 10 km al sur [2] : 9 también está disponible. No es tan profundo, pero tiene rocas más fuertes [1] : 22, 24, 26 y es el sitio planeado para las cavernas muy grandes de Hyper-Kamiokande. [2] [3] : 19
El primero de los experimentos de Kamioka se llamó KamiokaNDE por Kamioka Nucleon Decay Experiment . Era un gran detector de agua Čerenkov diseñado para buscar la descomposición de protones . Para observar la desintegración de una partícula con una vida tan larga como la de un protón, se debe realizar un experimento durante mucho tiempo y observar una enorme cantidad de protones. Esto se puede hacer de manera más rentable si el objetivo (la fuente de los protones) y el detector en sí están hechos del mismo material. El agua es un candidato ideal porque es económica, fácil de purificar, estable y puede detectar partículas cargadas relativistas a través de su producción deradiación de Čerenkov . Un detector de decaimiento de protones debe enterrarse profundamente bajo tierra o en una montaña porque el fondo de los muones de rayos cósmicos en un detector tan grande ubicado en la superficie de la Tierra sería demasiado grande. La tasa de muones en el experimento KamiokaNDE fue de aproximadamente 0,4 eventos por segundo, aproximadamente cinco órdenes de magnitud menor de lo que habría sido si el detector hubiera estado ubicado en la superficie. [4]
El patrón distintivo producido por la radiación de Čerenkov permite la identificación de partículas , una herramienta importante tanto para comprender la señal potencial de decaimiento de protones como para rechazar fondos. La ID es posible porque la nitidez del borde del anillo depende de la partícula que produce la radiación. Los electrones (y por lo tanto también los rayos gamma ) producen anillos borrosos debido a la dispersión múltiple de los electrones de baja masa. Los muones de ionización mínima , por el contrario, producen anillos muy definidos ya que su masa más pesada les permite propagarse directamente.