Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Japonia zbuduje Hyper-Kamiokande, największy na świecie wykrywacz neutrin

Rekomendowane odpowiedzi

Rząd Japonii dał zielone światło budowie Hyper-Kamiokande, największego na świecie wykrywacza neutrin, którego konstrukcja pochłonie 600 milionów dolarów. Gigantyczna instalacja powstanie w specjalnie przygotowanej dlań grocie niedaleko kopalni w miejscowości Kamioka. Pomieści ona 250 000 ton ultraczystej wody. To 5-krotnie więcej niż obecnie używany Super-Kamiokande. Ten z kolei jest następcą 300-tonowego Kamiokande, który działał w latach 1983–1995.

Dzięki olbrzymim rozmiarom Hyper-K możliwe będzie zarejestrowanie większej liczby neutrin niż dotychczas. Będą one pochodziły z różnych źródeł – z promieniowania kosmicznego, Słońca, supernowych oraz z akceleratora cząstek. Instalacja posłuży też do ewentualnej obserwacji rozpadu protonów. Istnienie takiego zjawiska przewidują niektóre rozszerzenia Modelu Standardowego, jednak dotychczas nie udało się go zarejestrować.

Budowa wykrywacza ma kosztować 600 milionów dolarów, z czego Japonia pokryje 85%, a resztę sfinansują inne kraje, w tym Wielka Brytania i Kanada. Dodatkowo Japonia wyda 66 milionów dolarów na rozbudowę akceleratora J-PARC. To znajdujące się 300 kilometrów dalej urządzenie będzie źródłem neutrin dla Hyper-K.

Głównym elementem nowego wykrywacza będzie zbiornik o głębokości 71 i średnicy 68 metrów. Grota, do której trafi, powstanie 8 kilometrów od istniejącej infrastruktury Kamioka, by uniknąć wibracji mogących zakłócić prace przygotowywanego właśnie do uruchomienia wykrywacza fal grawitacyjnych KAGRA.

Wnętrze zbiornika Hyper-K zostanie wyłożone fotopowielaczami, które będą przechwytywały fotony powstałe w wyniku zderzeń neutrino z atomami w wodzie.

Hyper-Kamiokande będzie jednym z trzech dużych instalacji służących do wykrywania neutrin, jakie mają ruszyć w nadchodzącej dekadzie. Dwa pozostałe to Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), który ma zacząć pracę w USA w 2025 roku oraz Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO), jaki Chiny planują uruchomić w roku 2021.

Takaaki Kajita, fizyk z Uniwersytetu Tokijskiego, mówi, że naukowcy są podekscytowani możliwościami Hyper-K, który ma pozwalać na badanie różnic w zachowaniu neutrin i antuneutrin. Już w Super-K zauważono istnienie takich różnic, jednak to Hyper-K i DUNE pozwolą na ich bardziej szczegółowe zbadanie. Zaś dzięki temu, że oba detektory będą korzystały z różnej techniki – w DUNE znajdzie się płynny argon a nie woda – będzie można nawzajem sprawdzać uzyskane wyniki.
Jednak,jak podkreśla Masayuki Nakahata, fizyk z Uniwersytetu Tokijskiego i rzecznik prasowy Super-K, największą nadzieją, jaką pokłada się w Hyper-K jest odkrycie rozpadu protonu.

Na razie rząd Japonii nie wydał oficjalnego oświadczenia w sprawie budowy Hyper-Kamiokande. Jednak japońscy naukowcy mówią, że właśnie zaproponowano poprawkę budżetową, w ramach której przewidziano pierwszą transzę w wysokości 32 milionów dolarów na rozpoczęcie budowy wykrywacza. Poprawka musi jeszcze zostać zatwierdzona przez parlament, co prawdopodobnie nastąpi w przyszłym miesiącu.


« powrót do artykułu

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Pojawienie się ludzi w obu Amerykach – ostatnich kontynentach zasiedlonych przez H. sapiens – jest przedmiotem intensywnych badań, a ostatnio naukowcy mogą korzystać z coraz bardziej wyrafinowanych narzędzi genetycznych. Nie od dzisiaj wiemy, że Amerykę zasiedlili mieszkańcy wschodniej Syberii, jednak zdobywamy coraz więcej danych wskazujących, że migrowali tam ludzie z różnych części Eurazji. Naukowcy z Chińskiej Akademii Nauk przedstawili właśnie dowody, na migrację z dzisiejszych północnych wybrzeży Chin do Ameryki oraz na Wyspy Japońskie.
      Naukowcy skupili się na dziedziczonym w linii żeńskiej mitochondrialnym DNA. Typ D4h3a (typowa dla mieszkańców Ameryki) oraz D4h3b (zidentyfikowany dotychczas tylko we Wschodnich Chinach i Tajlandii) sugerują, że źródło genomu wczesnych mieszkańców Ameryk było bardziej zróżnicowane. Przeanalizowaliśmy 216 współczesnych i 39 prehistorycznych D4h. Nasze badania ujawniły, że doszło dwóch epizodów migracji D4h z północnych wybrzeży Chin. Jeden miał miejsce podczas maksimum ostatniego zlodowacenia, a drugi podczas wycofywania się lodowca, co ułatwiło rozprzestrzenianie się ludzi na różne obszary, w tym do Ameryk i na Wyspy Japońskie. Dystrybucja wzdłuż wybrzeży amerykańskiego typu D4h3a i japońskich D4h1a oraz D4h2, w połączeniu z archeologicznymi podobieństwami pomiędzy północnymi Chinami, Amerykami i Japonią, wspiera hipotezę o takim rozprzestrzenianiu się ludzi, czytamy na łamach Cell Reports.
      Historia zasiedlania Ameryk jest więc bardziej złożona, niż się wydaje. Do poprzednio opisywanych przodków z Syberii, Australomelanezji i Azji Południowo-Wschodniej należy dodać też pulę genetyczną z północnych wybrzeży Chin, mówi główny autor badań, antropolog molekularny Yu-Chun Li.
      Chińscy naukowcy poszukiwali śladów genetycznych, które mogły połączyć paleolitycznych mieszkańców Azji Wschodniej z mieszkańcami Chile, Peru, Boliwii, Ekwadoru, Brazylii, Meksyku i Kalifornii. Przyjrzeli się ponad 100 000 współczesnych i 15 000 starych próbek DNA i znaleźli w nich próbki pochodzące od 216 współczesnych i 39 prehistorycznych przedstawicieli wspomnianego typu genetycznego. Zidentyfikowali dwa epizody migracji z północnych wybrzeży Chin do Ameryki. W obu przypadkach migracja odbyła się drogą prowadzącą wybrzeżem Pacyfiku, a nie śródlądowym korytarzem wolnym od lodu.
      Do pierwszej migracji doszło pomiędzy 26 000 a 19 500 lat temu, podczas maksimum zlodowacenia. Druga migracja miała zaś miejsce między 19 000 a 11 500 lat temu. W tym czasie populacja człowieka szybko się zwiększała, co sprzyjało pojawianiu się impulsów migracyjnych. Prawdopodobnie na wzrost populacji wpływ miał koniec zlodowacenia i polepszające się warunki klimatyczne.
      Niespodzianką było zaś odkrycie związku genetycznego pomiędzy mieszkańcami Ameryki i Japonii. Wszystko wskazuje na to, że podczas drugiego epizodu migracji część ludzi przeszła do Ameryki, a część na Wyspy Japońskie.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      W ruinach Nishi-Iwata w Higashiōsace odkryto drewnianą maskę sprzed 1800-1900 lat (z wczesnego okresu kofun). Wykopaliska prowadzono w związku z rozbudową Osaka Monorail. Maska ma niemal 30 cm długości, 17,7 cm szerokości i 2 cm grubości. To trzecia drewniana maska z tego okresu, jaką kiedykolwiek odkryto w Japonii.
      W pobliżu prawego ucha widać otwór, co sugeruje, że przeciągano przez niego mocowanie. Ponieważ na ceramice z okresu yayoi widać postaci szamanów w masce (uważa się, że to przedstawienia rytuałów rolnych), niewykluczone, że opisywana maska była wykorzystywana przy podobnych okazjach.
       

      Maskę z drewna cedrowego odkryto w warstwie powodziowej, 2,9 m pod powierzchnią. Dzięki podmokłemu terenowi zachowała się w idealnym stanie. Ponieważ jest ciężka, a na odwrocie płaska, raczej nie noszono jej na twarzy, a jedynie eksponowano. Nieopodal maski znaleziono inne drewniane przedmioty z tego okresu (m.in. deski z cebrzyka na wodę).
      Sądzę, że maska przedstawia „ducha głowy”. To prawdopodobnie bóstwo o antropomorficznej postaci, reprezentujące władzę Ōkimi. Uważam, że takie maski wykorzystywały podczas ceremonii wpływowe osoby z koalicji klanów państwa Yamato - wyjaśnia Kaoru Terasawa, dyrektor Research Center for Makimukugaku. Ōkimi to tytuł władcy tej koalicji, która od III do VII wieku skupiała potężne klany z dzisiejszej prefektury Nara.
      Od 29 kwietnia do 7 maja maskę będzie można oglądać w Prefekturalnym Muzeum Kultury Yayoi w Izumi. Zwiedzający będą się również mogli zapoznać z repliką wykonaną na drukarce 3D. Na 6 maja zaplanowano wykład dot. wykopalisk.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Współcześni mieszkańcy Wysp Japońskich to potomkowie dwóch grup ludności – łowców-zbieraczy kultury Jomon zamieszkujących Wyspy od około 16 000 lat i wschodnioazjatyckich rolników, którzy zaczęli migrować z kontynentu ok. 800 roku po Chrystusie. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego, wykorzystując narzędzie analityczne o nazwie indeks markeru przodków (AMI, ancestry-marker index) opisali dystrybucję i sposób łączenia się obu wspomnianych grup. Odkryli przy tym, że Jomon byli bardziej odporni na głód, ale mieli tendencję do otyłości, a rolnicy lepiej radzili sobie z chorobami zakaźnymi, ale mieli tendencje do zbyt silnych reakcji immunologicznych i rozwoju np. astmy.
      Chciałem zbadać pochodzenie Japończyków, by odkryć własne korzenie. Opracowałem więc metodę statystyczną, która pozwala na identyfikowanie specyficznych wariantów genetycznych ludu Jomon w porównaniu do wariantów genetycznych z kontynentalnej Azji Wschodniej oraz późniejszych domieszek", mówi profesor Yusuke Watanebe. W antropologii takie metody są często stosowane do wykrywania komponentów genetycznych, jakie powstały wskutek mieszania się izolowanych wcześniej populacji, dodaje uczony. Watanabe mówi, że najpopularniejsze z tych narzędzi, jak S* używane do identyfikowania komponentu genetycznego neandertalczyków czy denisowian, nie sprawdzały się w przypadku Japończyków. Powstało więc AMI, które radziło sobie z procesami wymiany genetycznej, do których doszło niedawno.
      Korzystając z AMI oraz genetycznego markera ludu Jomon zwanego JAS (Jomon allele score), naukowcy przeanalizowali genom 10 842 mieszkańców Kraju Kwitnącej Wiśni. Zbadali proporcję JAS w genomie poszczególnych osób i znaleźli korelację z wydarzeniami z historii Japonii. Z wcześniejszych badań wiemy, że uprawa ryżu rozpoczęlła się w Japonii od północnej części wyspy Kiusiu, zatem to tam musieli najpierw przybyć rolnicy. Następnie ryż rozprzestrzenił się na region Kinki w centralno-zachodniej Japonii – tam, gdzie obecnie znajdują się Kioto i Osaka – oraz na wyspę Sikoku. Badania AMI wykazały, że mieszkańcy tych regionów mają w swoich genach niższy odsetek JAS i wyższy odsetek genów populacji rolników. Natomiast najwięcej komponentu JAS stwierdzono u mieszkańców Okinawy, a następnie w regionach Tohoku na północnym-wschodzie i Kanto w centralnej Japonii (tam, gdzie obecnie znajduje się Tokio). Już wcześniej uważano, że tamtejsi mieszkańcy są w większym stopniu potomkami Jomon. Obecne badania to potwierdziły.
      Naukowcy znaleźli też ważne różnice pomiędzy grupami, które utworzyły współczesną Japonię. Łowcy-zbieracze Jomon mieli wyższy poziom cukru i trójglicerydów we krwi, co czyniło ich bardziej odpornymi na okresy głodu. Z kolei rolnicy z kontynentu byli lepiej chronieni przed chorobami zakaźnymi dzięki wyższemu poziomowi CRP i eozynofili. Następnie przyjrzeli się regionalnym różnicom w otyłości wśród 5-letków oraz przypadkom astmy. Stwierdzili, że osoby z wyższym odsetkiem genów ludu Jomon częściej byli otyli, a mieszkańcy regionów, gdzie wyższy odsetek stanowił komponent genetyczny rolników z kontynentów częściej zapadali na astmę.
      Odkryliśmy, że odsetek genów Jomon jest w znaczący sposób skorelowany ze współczesnymi regionalnymi różnicami w występowaniu otyłości i astmy wśród Japończyków, podsumowuje Watanabe. Obecnie próbuję wykorzystać te dane w nowych badaniach, które mogą pomóc w lepszym zrozumieniu cech fizjologicznych naszych przodków. AMI może posłużyć nie tylko do badania Japończyków, ale również mieszkańców Oceanii czy ludności pochodzenia malagaskiego. Mam nadzieję, że zostanie wykorzystane przez innych badaczy, dodaje.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      W czasie, gdy na Ziemię wracał Orion, z należącego do Pentagonu kosmodromu Cape Canaveral Space Force Station, wystartowała rakieta Falcon 9 z prywatną japońską misją Hakuto-R (Biały królik) na pokładzie. W ramach misji przygotowanej przez japońską firmę ispace w przestrzeń kosmiczną trafił jej lądownik księżycowy, łazik ze Zjednoczonych Emiratów Arabskich (ZEA), niewielki robot Japońskiej Agencji Kosmicznej (JAXA) oraz urządzenia z Kanady i USA. Lądowanie na Srebrnym Globie zaplanowano na kwiecień przyszłego roku. Dla porównania przypomnijmy, że Orion doleciał do Księżyca w ciągu 5 dni.
      ispace zaprojektowała misję tak, by zużyła jak najmniej paliwa. Pozwoliło to zaoszczędzić pieniądze oraz zabrać większy ładunek. Dlatego też pojazd ispace oddali się od Ziemi na odległość 1,6 miliona kilometrów, później zawróci i pod koniec kwietnia 2023 roku spotka na swojej drodze Księżyc. Lądownik ispace ma trafić do krateru Atlas. Zabrał on na pokład niewielkiego robota zbudowanego przez Japońską Agencję Kosmiczną (JAXA), który będzie poruszał się na kołach i badał powierzchnię Księżyca.

      Na Srebrnym Globie wyląduje też Rashid, łazik ZEA. Jest niewielki. Waży zaledwie 10 kilogramów i będzie pracował na powierzchni przez 10 dni. To zresztą nie pierwsza misja księżycowa niewielkiego arabskiego kraju. Na orbicie Srebrnego Globu znajduje się już satelita Zjednoczonych Emiratów Arabskich.

      Celem Rashida jest prowadzenie badań nieeksplorowanego dotychczas regiony Księżyca oraz testowanie technologii, które mogą być przydatne podczas załogowej misji na Marsa. Jeśli się uda, będzie to pierwsza misja Emiratów i jakiegokolwiek kraju arabskiego zakończona lądowaniem na Księżycu.

      Na pokładzie misji ispace znalazł się też kanadyjski komputer wyposażony w algorytmy sztucznej inteligencji, który będzie identyfikował utwory geologiczne napotkane przez łazik z Emiratów oraz kanadyjskie kamery o polu widzenia 360 stopni. Japończycy zabrali też przygotowany przez NASA laser, który będzie poszukiwał lodu w ciągle zacienionych kraterach na biegunie południowym Księżyca.

      Firma ispace to jedno z niewielu prywatnych przedsiębiorstw, które próbują przeprowadzić lądowanie na Księżycu. Dotychczas miękkie lądowanie na Srebrnym Globie udawało się tylko państwowym agencjom kosmicznym USA, ZSRR i Chin.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      W uruchomionym ponownie po trzech latach Wielkim Zderzaczu Hadronów rozpoczęto nowe testy modelu, który ma wyjaśnić masę neutrina. Zgodnie z Modelem Standardowym te cząstki, których nie można podzielić na mniejsze składowe – jak kwarki czy elektrony – zyskują masę dzięki interakcji z polem bozonu Higgsa. Jednak neutrino jest tutaj wyjątkiem. Mechanizm interakcji z bozonem Higgsa nie wyjaśnia jego masy. Dlatego też fizycy badają alternatywne wyjaśnienia.
      Jeden z modeli teoretycznych – mechanizm huśtawki, seesaw model – mówi, że znane nam lekkie neutrino zyskuje masę poprzez stworzenie pary z hipotetycznym ciężkim neutrinem. Żeby jednak ten model działał, neutrina musiałyby być cząstkami Majorany, czyli swoimi własnymi antycząstkami.
      Naukowcy pracujący w Wielkim Zderzaczu Hadronów przy eksperymencie CMS postanowili mechanizm huśtawki, poszukując neutrin Majorany powstających w bardzo specyficznym procesie zwanym fuzją bozonów wektorowych. Przeanalizowali w tym celu dane z CMS z lat 2016–2018. Jeśli model huśtawki by działał, w danych z kolizji powinny być widoczne dwa miony o tym samym ładunku elektrycznym, dwa oddalone od siebie dżety cząstek o dużej masie oraz żadnego neutrino.
      Uczeni nie znaleźli żadnych śladów neutrin Majorany. To jednak nie znaczy, że ich praca poszła na marne. Udało im się bowiem ustalić nowy zakres parametrów, które określają zakres poszukiwań ciężkiego neutrino Majorany. Wcześniejsze analizy w LHC wskazywały, że ciężkie neutrino Majorany ma masę powyżej 650 GeV. Najnowsze badania wskazują zaś, że należy go szukać w przedziale od 2 do 25 TeV. Teraz naukowcy z CMS zapowiadają zebranie nowych danych i kolejne przetestowanie modelu huśtawki.

      « powrót do artykułu
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...