सुपर-कमियोकांडे

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सुपर-कमियोकांडे (सुपर-कामीओका न्यूट्रिनो संसूचन परीक्षण के लिए संक्षिप्त नाम, सुपर-के या एसके के लिए भी संक्षिप्त; Japanese: スーパーカミオカンデ) एक न्यूट्रिनो प्रेक्षणशाला है जो जापान के हिडा, गिफू, गिफू प्रान्त के समीप कामीओका प्रेक्षणशाला स्थित है। यह हिडा के कामिओका क्षेत्र में मोज़ुमी खनन में 1,000 m (3,300 ft) भूमिगत स्थित है। प्रेक्षणशाला को उच्च-ऊर्जा न्यूट्रिनो का पता लगाने, प्रोटॉन क्षय की खोज करने, सौर न्यूट्रिनो और वायुमंडलीय न्यूट्रिनो का अध्ययन करने और आकाश गंगा में सुपरनोवा पर निरिक्षण के लिए डिज़ाइन किया गया था।

विवरण

सुपर-के हिडा के कामिओका क्षेत्र में मोज़ुमी खनन में 1,000 m (3,300 ft) भूमिगत स्थित है। इसमें एक बेलनाकार स्टेनलेस स्टील टंकी होता है जो 41.4 m (136 ft) लम्बा और 39.3 m (129 ft) व्यास का होता है जिसमें 50,220 मीट्रिक टन (55,360 यूएस टन) अति शुद्ध जल होता है। टंकी की मात्रा को एक स्टेनलेस स्टील अधिरचना द्वारा एक आंतरिक संसूचक (आईडी) क्षेत्र में विभाजित किया गया है, जो है 36.2 m (119 ft) ऊंचाई में और 33.8 m (111 ft) व्यास में, और बाहरी संसूचक (ओडी) जिसमें टंकी की शेष मात्रा सम्मिलित है। अधिरचना पर 11,146 प्रकाश गुणक नली (पीएमटी) 50 cm (20 in) व्यास में लगाए गए हैं जो आईडी का सामना करते हैं और ओडी का सामना करने वाले 1,885 20 cm (8 in) पीएमटी हैं। अधिरचना से जुड़ा एक तिवेक और ब्लैकशीट रोधिका है जो वैकल्पिक रूप से आईडी और ओडी को अलग करता है।

जल के इलेक्ट्रॉनों या नाभिक के साथ एक न्यूट्रिनो अन्योन्यक्रिया एक आवेशित कण का उत्पादन कर सकती है जो प्रकाश के प्रसार की गति से तीव्र चलती है, जो कि निर्वात में प्रकाश की गति से मंद होती है। यह प्रकाश का एक शंकु बनाता है जिसे चेरेंकोव विकिरण के रूप में जाना जाता है, जो एक तीव्र ध्वनि के प्रकाशिक समतुल्य है। चेरेंकोव प्रकाश को संसूचक की दीवार पर एक वलय के रूप में प्रस्तुत किया जाता है और पीएमटी द्वारा अभिलेखित किया जाता है। प्रत्येक पीएमटी द्वारा अभिलेखित किए गए समय और आवेश की जानकारी का उपयोग करते हुए, आने वाले न्यूट्रिनो के अन्योन्यक्रिया शीर्ष, वलय दिशा और गंध का निर्धारण किया जाता है। वलय के किनारे की तीव्रता से कण के प्रकार का अनुमान लगाया जा सकता है। इलेक्ट्रॉनों का प्रकीर्णन बड़ा होता है, इसलिए विद्युत चुम्बकीय बौछार अस्पष्‍ट वलय उत्पन्न करते हैं। इसके विपरीत अत्यधिक विशिष्ट सापेक्षता म्यूऑन संसूचक के माध्यम से लगभग सीधे यात्रा करते हैं और तीव्र किनारों के साथ वलय का उत्पादन करते हैं।

इतिहास

कामिओकांडे का एक मॉडल

वर्तमान कामिओका प्रेक्षणशाला के पूर्ववर्ती, अंतरिक्ष किरण अनुसंधान संस्थान, टोक्यो विश्वविद्यालय का निर्माण 1982 में प्रारम्भ हुआ और अप्रैल 1983 में पूरा हुआ। वेधशाला का उद्देश्य यह पता लगाना था कि क्या प्रोटॉन क्षय स्थित है, प्राथमिक कण भौतिकी के सबसे मौलिक प्रश्नों में से एक है।

कामिओका न्यूक्लियॉन क्षय प्रयोग के लिए कामिओकाएनडीई नाम का संसूचक, 16.0 m (52 ft) ऊंचाई और 15.6 m (51.2 ft) चौड़ाई वाला एक एक रासायनिक टंकी था, जिसमें 3,058 मीट्रिक टन (3,400 यूएस टन) शुद्ध जल और लगभग 1,000 प्रकाश गुणक नली (पीएमटी) इसकी आंतरिक सतह से जुड़ी होती हैं। सौर न्यूट्रिनो का निरीक्षण करने की अनुमति देने के लिए, 1985 में संसूचक को उन्नत किया गया था। फलस्वरूप, संसूचक (कामियोकाएनडीई-II) एसएन 1987ए से सुपरनोवा न्यूट्रिनो का पता लगाने के लिए पर्याप्त संवेदनशील हो गया था, एक सुपरनोवा जिसे फरवरी 1987 में बड़े मैगेलैनिक बादल में देखा गया था, और 1988 में सौर न्यूट्रिनो का निरीक्षण करने के लिए। कामियोकांडे की क्षमता सौर न्यूट्रिनो प्रत्यास्थ प्रकीर्णन में उत्पादित इलेक्ट्रॉनों की दिशा का निरीक्षण करने के प्रयोग ने प्रयोगकर्ताओं को पहली बार प्रत्यक्ष रूप से प्रदर्शित करने की अनुमति दी कि सूर्य न्यूट्रिनो का स्रोत था।

सुपर-कमियोकांडे परियोजना को जापान के शिक्षा, विज्ञान, खेल और संस्कृति मंत्रालय ने 1991 में लगभग $100 मिलियन की कुल निधिकरण के लिए स्वीकृति दी थी। प्रस्ताव का अमेरिकी भाग, जो मुख्य रूप से ओडी प्रणाली का निर्माण करने के लिए था, अमेरिका ऊर्जा विभाग द्वारा 1993 में $3 मिलियन के लिए अनुमोदित किया गया था। इसके अतिरिक्त, अमेरिका ने इरविन-मिशिगन-ब्रुकवेन (संसूचक) से पुनर्चक्रित लगभग 2000 20 सेमी पीएमटी का भी योगदान दिया है।

न्यूट्रिनो खगोल विज्ञान और न्यूट्रिनो खगोल भौतिकी में सफलताओं के अतिरिक्त, कैमीओकांडे ने अपने प्राथमिक लक्ष्य, प्रोटॉन क्षय का पता लगाने को प्राप्त नहीं किया। इसके परिणामों में उच्च सांख्यिकीय विश्वास प्राप्त करने के लिए उच्च संवेदनशीलता भी आवश्यक थी। इसने सुपर-कमियोकांडे का निर्माण किया, पंद्रह गुना जल और दस गुना पीएमटी के रूप में कमियोकांडे के रूप में किया। सुपर-कमियोकांडे ने 1996 में परिचालन प्रारम्भ किया।

सुपर-कमियोकांडे सहयोग ने 1998 में न्यूट्रिनो दोलन के पहले साक्ष्य की घोषणा की। यह सिद्धांत का समर्थन करने वाला पहला प्रयोगात्मक अवलोकन था कि न्यूट्रिनो में गैर-शून्य द्रव्यमान होता है, एक संभावना है कि सिद्धांतकारों ने वर्षों से अनुमान लगाया था। 2015 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार सुपर-कमियोकांडे के शोधकर्ता तकाकी कजीता को आर्थर बी. मैकडॉनल्ड के साथ सुदबरी न्यूट्रिनो प्रेक्षणशाला में न्यूट्रिनो दोलन की पुष्टि करने के उनके काम के लिए दिया गया।

12 नवंबर 2001 को, सुपर-कमियोकांडे संसूचक लगभग 6,600 प्रकाश गुणक नली (लगभग $3000 प्रत्येक की लागत) अन्तःस्फोट(यांत्रिक प्रक्रिया) हुई, स्पष्ट रूप से एक श्रृंखला अभिक्रिया या कैस्केडिंग विफलता में, जैसा कि प्रत्येक अन्तःस्फोट नली के आघात से प्रघात तरंग ने अपने निकटवर्तियों को भंजित किया। प्रकाश गुणक नली को पुनर्वितरित करके संसूचक को आंशिक रूप से पुनःस्थापित किया गया था, जो अन्तःस्फोट नहीं हुआ, और सुरक्षात्मक ऐक्रेलिक के गोले जोड़कर अपेक्षा की जाती है कि एक और श्रृंखला अभिक्रिया को आवर्ती (सुपर-कमियोकांडे-द्वितीय) से रोका जा सकेगा।

जुलाई 2005 में, लगभग 6,000 पीएमटी को फिर से स्थापित करके संसूचक को उसके मूल रूप में बहाल करने की तैयारी प्रारम्भ हुई। काम जून 2006 में पूरा हुआ, जिसके बाद संसूचक का नाम बदलकर सुपर-कमियोकांडे-III रखा गया। प्रयोग के इस चरण में अक्टूबर 2006 से अगस्त 2008 तक डेटा एकत्र किया गया। उस समय, इलेक्ट्रॉनिक्स में महत्वपूर्ण उन्नयन किए गए थे। उन्नयन के बाद, प्रयोग के नवीन चरण को सुपर-कमियोकांडे-IV के रूप में संदर्भित किया गया है। एसके-चतुर्थ ने न्यूट्रिनो के विभिन्न प्राकृतिक स्रोतों पर डेटा एकत्र किया, साथ ही टोकई और कामिओका (टी2के) लंबे बेसलाइन न्यूट्रिनो दोलन प्रयोग के लिए सुदूर संसूचक के रूप में कार्य किया।

एसके-चतुर्थ जून 2018 तक जारी रहा। उसके बाद, 2018 की शरद ऋतु के समय संसूचक का पूर्ण नवीनीकरण हुआ। 29 जनवरी 2019 को संसूचक ने डेटा अधिग्रहण फिर से प्रारम्भ किया।

2020 में सुपरनोवा विस्फोटों से प्रतिन्यूट्रिनो का पता लगाने में सक्षम करने के लिए अतिशुद्ध जल में जीडी नमक जोड़कर सुपरकेजीडी परियोजना के लिए संसूचक को उन्नत किया गया था।

संसूचक

सुपर-कमियोकांडे (एसके) एक चेरेंकोव संसूचक है जिसका उपयोग सूर्य, सुपरनोवा, वातावरण और त्वरक सहित विभिन्न स्रोतों से न्यूट्रिनो का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग प्रोटॉन क्षय की खोज के लिए भी किया जाता है। प्रयोग अप्रैल 1996 में प्रारम्भ हुआ और जुलाई 2001 में रखरखाव के लिए बंद कर दिया गया, जिसे एसके-I के रूप में जाना जाता है। चूंकि रखरखाव के समय एक दुर्घटना हुई, प्रयोग अक्टूबर 2002 में आईडी-पीएमटी की अपनी मूल संख्या के मात्र आधे के साथ फिर से प्रारम्भ हुआ। आगे की दुर्घटनाओं को रोकने के लिए, सभी आईडी-पीएमटी को ऐक्रेलिक अग्र विंडो के साथ फाइबर-प्रबलित प्लास्टिक द्वारा आच्छादित किया गया था। अक्टूबर 2002 से अक्टूबर 2005 में संपूर्ण पुनर्निर्माण के लिए एक और बंद होने के इस चरण को एसके-II कहा जाता है। जुलाई 2006 में, पीएमटी की पूरी संख्या के साथ प्रयोग फिर से प्रारम्भ हुआ और इलेक्ट्रॉनिक्स उन्नयन के लिए सितंबर 2008 में बंद हो गया। इस अवधि को एसके-III के नाम से जाना जाता था। 2008 के बाद की अवधि को एसके-चतुर्थ के नाम से जाना जाता है। चरणों और उनकी मुख्य विशेषताओं को तालिका 1 में संक्षेपित किया गया है।

तालिका 1

अवस्था		एसके-I	एसके-II	एसके-III	एसके-चतुर्थ
अवधि	आरम्भ	1996 Apr.	2002 अक्टूबर	2006 Jul.	2008 सितम्बर
	अंत	2001 Jul.	2005 अक्टूबर	2008 सितम्बर	2018 जून
पीएमटी की संख्या	आईडी	11146 (40%)	5182 (19%)	11129 (40%)	11129 (40%)
	ओडी	1885
प्रति विविधता पात्र		नहीं	हाँ	हाँ	हाँ
ओडी विभाजन		नहीं	नहीं	हाँ	हाँ
अग्र -अंत इलेक्ट्रॉनिक्स		एटीएम (आईडी)			क्यूबीईई
		ओडी क्यूटीसी (ओडी)

एसके-चतुर्थ उन्नत

पिछले चरणों में, आईडी-पीएमटी ने एनालॉग अवधि मॉड्यूल (एटीएम) नामक कस्टम इलेक्ट्रॉनिक्स मॉड्यूल द्वारा संकेतों को संसाधित किया। आवेश-से-एनालॉग परिवर्तक (क्यूएसी) और अवधि-से-एनालॉग परिवर्तक (टीएसी) इन मॉड्यूल में समाहित हैं, जिनमें आवेश के लिए 0.2 pC विभेदन के साथ 0 से 450 पिकोकूलम्ब्स (pC) की गतिक परास थी और -300 से 1000 ns के साथ समय के लिए 0.4 एनवीनस विभेदन। प्रत्येक पीएमटी निविष्ट संकेत के लिए क्यूएसी/टीएसी के दो जोड़े थे, इसने निष्क्रिय अवधि को रोका और उत्पन्न होने वाले कई अनुक्रमिक आघात के पठन दर्श की अनुमति दी, उदा. इलेक्ट्रॉनों से जो म्यूऑन को रोकने के क्षय उत्पाद हैं।

एसके प्रणाली को सितंबर 2008 में उन्नत किया गया था ताकि अगले दशक में स्थिरता बनाए रखी जा सके और डेटा अधिग्रहण प्रणाली, क्यूटीसी-ईथरनेट के साथ आधारित इलेक्ट्रॉनिक्स (क्यूबीईई) के साद्यांत में संशोधन किया जा सके। क्यूबीईई पाइपलाइन घटकों के संयोजन से उच्च गति संकेत प्रोसेसिंग प्रदान करता है। ये घटक एप्लिकेशन-विशिष्ट एकीकृत परिपथ (एएसआईसी), एक बहु-आघात अवधि-से-डिजिटल परिवर्तक (टीडीसी), और क्षेत्र क्रमादेश गेट सरणी के रूप में एक नव विकसित कस्टम आवेश-से-अवधि परिवर्तक (क्यूटीसी) हैं (एफपीजीए)। प्रत्येक क्यूटीसी निवेश में तीन लाभ सीमा - लघु, मध्यम और बड़े - प्रत्येक के लिए विभेदन तालिका में दिखाए गए हैं।

आवेश अधिग्रहण के लिए क्यूटीसी परास का सारांश।

श्रेणी	मापने का क्षेत्र	विभेदन
छोटा	0–51 pC	0.1 pC/संख्या (0.04 pe/संख्या)
मध्यम	0–357 pC	0.7 pC/संख्या (0.26 pe/संख्या)
बड़ा	0–2500 pC	4.9 pC/संख्या (1.8 pe/संख्या)

प्रत्येक श्रेणी के लिए, एनालॉग से डिजिटल रूपांतरण अलग से आयोजित किया जाता है, परन्तु उपयोग की जाने वाली एकमात्र सीमा वह है जो उच्चतम विभेदन के साथ संतृप्त नहीं हो रही है। क्यूटीसी की समग्र आवेश गतिक परास 0.2-2500 पीसी है, जो प्राचीन से पांच गुना बड़ी है। एकल प्रकाशइलेक्ट्रॉन स्तर पर क्यूबीईई का आवेश और अवधि विभेदन क्रमशः 0.1 प्रकाशइलेक्ट्रॉन और 0.3 एनवीनस है, दोनों 20-इन के आंतरिक विभेदन से ठीक हैं। पीएमटी एसके में उपयोग किया। क्यूबीईई एक व्यापक गतिशील परास पर ठीक आवेश रैखिकता प्राप्त करता है। इलेक्ट्रॉनिक्स की एकीकृत आवेश रैखिकता 1% से ठीक है। क्यूटीसी में भेदभाव करने वालों की देहली -0.69 एमवी (0.25 प्रकाशइलेक्ट्रॉन के बराबर, जो एसके-III के समान है) पर समूहित की गई है। इस देहली को इसके पिछले एटीएम-आधारित चरणों के समय संसूचक के व्यवहार को दोहराने के लिए चुना गया था।

सुपरकेजीडी

सुपरनोवा विस्फोटों से उत्पन्न होने वाले प्रतिन्यूट्रिनो से न्यूट्रिनो को अलग करने के लिए गैडोलीनियम को 2020 में सुपर-कमियोकांडे जल की टंकी में प्रस्तुत किया गया था। इसे एसके-जीडी परियोजना के रूप में जाना जाता है (अन्य नामों में सुपरकेजीडी, सुपरके-जीडी और इसी प्रकार के नाम सम्मिलित हैं)। परियोजना के पहले चरण में 1.3 टन जीडी नमक (गैडोलिनियम सल्फेट ऑक्टाहाइड्रेट, Gd(SO₄)₃⋅(H₂O)₈) को 2020 में अतिशुद्ध जल में जोड़ा गया, जिससे नमक का 0.02% (द्रव्यमान द्वारा) दिया गया। यह राशि नियोजित अंतिम लक्ष्य एकाग्रता का दसवां भाग है।

सूर्य और अन्य तारों में परमाणु संलयन न्यूट्रिनो के उत्सर्जन के साथ प्रोटॉन को न्यूट्रॉन में बदल देता है। पृथ्वी में और सुपरनोवा में बीटा क्षय न्यूट्रॉन को प्रोटॉन में प्रति-न्यूट्रिनो के उत्सर्जन के साथ बदल देता है। सुपर-कमियोकांडे जल के एक अणु से टकराए हुए इलेक्ट्रॉनों का पता लगाता है जो नीले चेरेंकोव प्रकाश की चमक उत्पन्न करता है, और ये न्यूट्रिनो और प्रतिन्यूट्रिनो दोनों द्वारा निर्मित होते हैं। एक दुर्लभ उदाहरण है जब एक प्रतिन्यूट्रिनो एक न्यूट्रॉन और पॉज़िट्रॉन का उत्पादन करने के लिए जल में एक प्रोटॉन के साथ संपर्क करता है।

गैडोलिनियम में न्यूट्रॉन के लिए एक आकर्षण होता है और जब यह एक को अवशोषित करता है तो गामा किरणों की एक दीप्त चमक उत्पन्न करता है। सुपर-कमियोकांडे में गैडोलीनियम मिलाने से यह न्यूट्रिनो और प्रतिन्यूट्रिनो के बीच अंतर करने की अनुमति देता है। प्रतिन्यूट्रिनो लगभग 30 माइक्रोसेकंड के अतिरिक्त प्रकाश की दोहरी चमक उत्पन्न करते हैं, पहला जब न्यूट्रिनो एक प्रोटॉन से टकराता है और दूसरा जब गैडोलीनियम एक न्यूट्रॉन को अवशोषित करता है। पहली दीप्ति की चमक भौतिकविदों को पृथ्वी से कम ऊर्जा प्रतिन्यूट्रिनो और सुपरनोवा से उच्च ऊर्जा प्रतिन्यूट्रिनो के बीच अंतर करने की अनुमति देती है। दूर के सुपरनोवा से न्यूट्रिनो को देखने के अतिरिक्त, सुपर-कमियोकांडे मिल्की वे में एक सुपरनोवा की उपस्थिति के एक सेकंड के भीतर संसार भर के खगोलविदों को सूचित करने के लिए एक अलार्म समूहित करने में सक्षम होगा।

सबसे बड़ा आह्वान यह था कि क्या एक ही समय में गैडोलीनियम को हटाए बिना अशुद्धियों को दूर करने के लिए संसूचक के जल को निरंतर निस्यंदित किया जा सकता है। अतिरिक्त गैडोलीनियम सल्फेट के साथ ईजीएडीएस नामक 200 टन का प्रोटोटाइप कामीओका खदान में स्थापित किया गया था और वर्षों तक संचालित किया गया था। इसने 2018 में संचालन समाप्त कर दिया और दिखाया कि नवीन जल शोधन प्रणाली गैडोलिनियम सांद्रता को स्थिर रखते हुए अशुद्धियों को दूर करेगी। इससे यह भी पता चला कि गैडोलीनियम सल्फेट अन्यथा अतिशुद्ध जल की पारदर्शिता को महत्वपूर्ण रूप से कम नहीं करेगा, या वर्तमान उपकरणों पर या नवीन वाल्वों पर संक्षारण या निक्षेपण का कारण नहीं बनेगा जो बाद में हाइपर-कमियोकांडे में स्थापित किए जाएंगे।

जल की टंकी

जल की टंकी का बाहरी आवरण स्टेनलेस स्टील का एक बेलनाकार टंकी है जिसका व्यास 39 मीटर और ऊंचाई 42 मीटर है। टंकी स्वावलंबी है, जब टंकी भर जाता है तो जल के दबाव का निराकरण के लिए खुरदरी पत्थर की दीवारों के विरुद्ध कंक्रीट बैकफिल किया जाता है। टंकी की क्षमता 50 किलोटन जल से अधिक है।

पीएमटी और सहयोगी संरचना

आईडी पीएमटी के लिए मूल इकाई एक सुपरमॉड्यूल है, एक फ्रेम जो पीएमटी के 3×4 सरणी का समर्थन करता है। सुपरमॉड्यूल फ्रेम 2.1 मीटर ऊंचाई, 2.8 मीटर चौड़ाई और 0.55 मीटर मोटाई में हैं। ये फ्रेम लंबवत और क्षैतिज दोनों दिशाओं में एक दूसरे से जुड़े हुए हैं। फिर पूरा आधार संरचना टंकी के नीचे और ऊपर की संरचना से जुड़ा होता है। कठोर संरचनात्मक तत्वों के रूप में सेवा करने के अतिरिक्त, सुपरमॉड्यूल्स ने आईडी की प्रारंभिक समन्वायोजन को सरल बनाया। प्रत्येक सुपरमॉड्यूल को टंकी के फर्श पर एकत्रित किया गया और फिर अपनी अंतिम स्थिति में फहराया गया। इस प्रकार आईडी प्रभावी रूप से सुपरमॉड्यूल के साथ टाइल की गई है। स्थापना के समय, आईडी पीएमटी को सरल स्थापना के लिए तीन की इकाइयों में पहले से जोड़ा गया था। प्रत्येक सुपरमॉड्यूल के पिछले भाग में दो ओडी पीएमटी लगे होते हैं। तल पीएमटी के लिए आधार संरचना स्टेनलेस स्टील टंकी के तल से एक लम्बवत किरण पुंज प्रति सुपरमॉड्यूल फ्रेम से जुड़ा हुआ है। टंकी के शीर्ष के लिए समर्थन संरचना का उपयोग शीर्ष पीएमटी के लिए समर्थन संरचना के रूप में भी किया जाता है।

3 पीएमटी के प्रत्येक समूह के केबल एक साथ बंडल किए गए हैं। सभी केबल पीएमटी आधार संरचना की बाहरी सतह तक जाती हैं, यानी ओडी पीएमटी समतल पर, टंकी के शीर्ष पर केबल पोर्ट से गुजरती हैं, और फिर इलेक्ट्रॉनिक्स हट में रूट की जाती हैं।

ओडी की मोटाई थोड़ी भिन्न होती है, परन्तु औसतन लगभग 2.6 मीटर ऊपर और नीचे, और 2.7 मीटर बैरल की दीवार पर होती है, जिससे ओडी का कुल द्रव्यमान 18 किलोटन हो जाता है। ओडी पीएमटी को शीर्ष परत पर 302, तल पर 308 और बैरल दीवार पर 1275 के साथ वितरित किया गया।

वायु में रेडॉन क्षय उत्पादों से कम ऊर्जा पृष्ठभूमि विकिरण से बचाने के लिए, गुहा की छत और पहुंच सुरंगों को माइनगार्ड नामक विलेपन से बंद कर दिया गया था। माइनगार्ड एक स्प्रे-लागू पॉलीयूरेथेन झिल्ली है जिसे खनन उद्योग में शैल समर्थन प्रणाली और रेडॉन गैस रोधिका के रूप में उपयोग करने के लिए विकसित किया गया है।

औसत भू-चुंबकीय क्षेत्र लगभग 450 एमजी है और संसूचक स्थल पर क्षितिज के संबंध में लगभग 45° झुका हुआ है। यह बड़े और बहुत संवेदनशील पीएमटी के लिए एक समस्या प्रस्तुत करता है जो बहुत कम परिवेश क्षेत्र को पसंद करता है। भू-चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति और एकसमान दिशा पीएमटी में प्रकाशइलेक्ट्रॉन प्रक्षेपवक्र और समय को व्यवस्थित रूप से पूर्वाग्रहित कर सकती है। इसका प्रतिकार करने के लिए टंकी की आंतरिक सतहों के चारों ओर क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर हेल्महोल्त्स कुंडली के 26 समूह व्यवस्थित किए गए हैं। इनके संचालन के साथ संसूचक में औसत क्षेत्र लगभग 50 एमजी तक कम हो जाता है। टंकी को जल से भरने से पहले विभिन्न पीएमटी स्थानों पर चुंबकीय क्षेत्र को मापा गया था।

लगभग 22.5 किलोटन की एक मानक प्रत्ययी मात्रा को समीप की चट्टान में प्राकृतिक रेडियोधर्मिता के कारण होने वाली विषम प्रतिक्रिया को कम करने के लिए आईडी दीवार से 2.00 मीटर खींची गई सतह के अंदर के क्षेत्र के रूप में परिभाषित किया गया है।

मॉनीटरन तंत्र

ऑनलाइन मॉनीटरन तंत्र

नियंत्रण कक्ष में स्थित एक ऑनलाइन मॉनिटर कंप्यूटर डीएक्यू होस्ट कंप्यूटर से डेटा को एफडीडीआई लिंक के माध्यम से पढ़ता है। यह घटना प्रदर्शन सुविधाओं का चयन करने के लिए शिफ्ट संचालकों को एक लचीला उपकरण प्रदान करता है, संसूचक प्रदर्शन की मॉनीटरन के लिए ऑनलाइन और नवीन-इतिहास आयतचित्र बनाता है, और स्थिति की कुशलता से मॉनीटरन करने और संसूचक और डीएक्यू समस्याओं का निदान करने के लिए आवश्यक विभिन्न प्रकार के अतिरिक्त कार्य करता है। डेटा स्ट्रीम में घटनाओं को स्किम्ड ऑफ किया जा सकता है और अंशांकन के समय या हार्डवेयर या ऑनलाइन सॉफ़्टवेयर में परिवर्तन के बाद डेटा गुणवत्ता की जांच के लिए प्राथमिक विश्लेषण उपकरण लागू किए जा सकते हैं।

वास्तविकअवधि सुपरनोवा मॉनिटर

इस प्रकार के विस्फोट का कुशलता से और तुरंत पता लगाने और पहचानने के लिए सुपर-कमियोकांडे एक ऑनलाइन सुपरनोवा मॉनीटरन तंत्र से लैस है। मिल्की वे गैलेक्सी के केंद्र में सुपरनोवा विस्फोट के लिए सुपर-कमियोकांडे में लगभग 10,000 कुल घटनाओं की उम्मीद है। सुपर-कमियोकांडे फटने के पहले सेकंड के भीतर 30,000 घटनाओं तक बिना किसी निष्क्रिय-अवधि के फट को माप सकता है। सुपरनोवा विस्फोटों की सैद्धांतिक गणना से पता चलता है कि न्यूट्रिनो का उत्सर्जन दसियों सेकंड के कुल समय-स्तर पर होता है, जिनमें से आधे पहले एक या दो सेकंड के समय उत्सर्जित होते हैं। सुपर-के 0.5, 2 और 10 एस के निर्दिष्ट समय विंडो में इवेंट क्लस्टर की खोज करेगा।डेटा हर 2 मिनट में वास्तविक समय एसएन-वॉच विश्लेषण प्रक्रिया में प्रेषित किया जाता है और विश्लेषण आमतौर पर 1 मिनट में पूरा हो जाता है। जब सुपरनोवा (एसएन) घटना के उम्मीदवार पाए जाते हैं, ${R_{\text{mean}}}$ यदि ईवेंट बहुलता 16 से अधिक है, तो इसकी गणना की जाती है ${R_{\text{mean}}}$ घटनाओं के बीच औसत स्थानिक दूरी के रूप में परिभाषित किया गया है, अर्थात

${R_{\text{mean}}}={\frac {\sum _{i=1}^{{N_{\text{multi}}}-1}\sum _{j=i+1}^{N_{\text{multi}}}|{r_{\text{i}}}-{r_{\text{j}}}|}{{N_{\text{multi}}}{C_{\text{2}}}}}$ सुपरनोवा से न्यूट्रिनो मुक्त प्रोटॉन के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, पॉज़िट्रॉन का उत्पादन करते हैं जो संसूचक में समान रूप से वितरित होते हैं ${R_{\text{mean}}}$ एसएन घटनाओं के लिए घटनाओं के सामान्य स्थानिक समूहों की तुलना में काफी बड़ा होना चाहिए। सुपर-कमियोकांडे संसूचक में, समान रूप से वितरित मोंटे कार्लो घटनाओं के लिए रमन दिखाता है कि नीचे कोई पूंछ स्थित नहीं है ${R_{\text{mean}}}$⩽1000 सेमी. फट के अलार्म वर्ग के लिए, घटनाओं की आवश्यकता होती है ${R_{\text{mean}}}$⩾900 सेमी 25⩽ के लिए${N_{\text{multi}}}$⩽40 या ${R_{\text{mean}}}$⩾750 सेमी ${N_{\text{multi}}}$> 40। ये थ्रेशोल्ड SN1987A डेटा से एक्सट्रपलेशन द्वारा निर्धारित किए गए थे। जब बर्स्ट उम्मीदवार अलार्म मानदंडों को पूरा करते हैं और आगे की प्रक्रिया के लिए मुख्य रूप से निर्णय लेते हैं तो स्पेलेशन म्यूऑन की जांच के लिए प्रणाली विशेष प्रक्रियाएं चलाएगा। यदि बर्स्ट कैंडिडेट इन जांचों को समीप कर लेता है, तो एक ऑफ़लाइन प्रक्रिया का उपयोग करके डेटा का पुनर्विश्लेषण किया जाएगा और कुछ घंटों के भीतर अंतिम निर्णय लिया जाएगा। सुपर-कमियोकांडे I के समय, ऐसा कभी नहीं हुआ। [सुपर-कमियोकांडे] के लिए महत्वपूर्ण क्षमताओं में से एक सुपरनोवा की दिशा का पुनर्निर्माण करना है। न्यूट्रिनो–इलेक्ट्रॉन प्रकीर्णन से, $\nu _{\text{x}}+e^{-}\to \nu _{\text{x}}+e^{-}$मिल्की वे गैलेक्सी के केंद्र में एक सुपरनोवा के मामले में कुल 100-150 घटनाओं की उम्मीद है।सुपरनोवा की दिशा को कोणीय विभेदन से मापा जा सकता है

$\delta \theta \sim {30^{\circ } \over {\sqrt {N}}}$ जहां N, ν–e प्रकीर्णन द्वारा उत्पन्न घटनाओं की संख्या है। इसलिए, आकाशगंगा के केंद्र में एक सुपरनोवा के लिए कोणीय विभेदन δθ∼3° जितना अच्छा हो सकता है।इस मामले में, न मात्र समय प्रोफ़ाइल और न्यूट्रिनो विस्फोट की ऊर्जा स्पेक्ट्रम, बल्कि सुपरनोवा की दिशा के बारे में भी जानकारी प्रदान की जा सकती है।

मंद नियंत्रण मॉनिटर और ऑफ़लाइन प्रक्रिया मॉनिटर

एक प्रक्रिया है जिसे स्लो कंट्रोल मॉनिटर कहा जाता है, ऑनलाइन मॉनीटरन तंत्र के हिस्से के रूप में, एचवी प्रणाली की स्थिति, इलेक्ट्रॉनिक्स क्रेट के तापमान और भू-चुंबकीय क्षेत्र को रद्द करने के लिए उपयोग किए जाने वाले क्षतिपूर्ति कॉइल की स्थिति देखता है। जब मानदंडों से कोई विचलन पाया जाता है, तो यह भौतिकविदों को जांच करने, उचित कार्रवाई करने या विशेषज्ञों को सूचित करने के लिए संकेत देगा।

डेटा का विश्लेषण और हस्तांतरण करने वाली ऑफ़लाइन प्रक्रियाओं की निगरानी और नियंत्रण करने के लिए, सॉफ्टवेयर का एक समूह परिष्कृत रूप से विकसित किया गया था। यह मॉनिटर गैर-विशेषज्ञ शिफ्ट भौतिकविदों को डाउनअवधि को कम करने के लिए सामान्य समस्याओं की पहचान करने और मरम्मत करने की अनुमति देता है, और सॉफ्टवेयर पैकेज प्रयोग के सुचारू संचालन और डेटा लेने के लिए इसकी समग्र उच्च जीवनकाल दक्षता में महत्वपूर्ण योगदान था।

अनुसंधान

सौर न्यूट्रिनो

See also: Neutrino oscillation

सूर्य की ऊर्जा इसके कोर में परमाणु संलयन से आती है जहां 4 प्रोटॉन द्वारा एक हीलियम परमाणु और एक इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो उत्पन्न होते हैं। इस प्रतिक्रिया से उत्सर्जित इन न्यूट्रिनो को सौर न्यूट्रिनो कहा जाता है। सूर्य के केंद्र में परमाणु संलयन द्वारा बनाए गए फोटोन को सतह तक पहुंचने में लाखों साल लग जाते हैं; दूसरी ओर, सौर न्यूट्रिनो पृथ्वी पर आठ मिनट में पहुंच जाते हैं, क्योंकि पदार्थ के साथ उनकी पारस्परिक क्रिया में कमी होती है। इसलिए, सौर न्यूट्रिनो हमारे लिए वास्तविक समय में आंतरिक सूर्य का निरीक्षण करना संभव बनाते हैं, जिसमें दृश्य प्रकाश के लिए लाखों वर्ष लगते हैं। 1999 में, सुपर-कमियोकांडे ने न्यूट्रिनो दोलन के मजबूत साक्ष्य का पता लगाया जिसने सौर न्यूट्रिनो समस्या को सफलतापूर्वक समझाया। सूर्य और लगभग 80% दिखाई देने वाले सितारे हाइड्रोजन के हीलियम में रूपांतरण के माध्यम से अपनी ऊर्जा का उत्पादन करते हैं

$4p\to {}^{4}\!He+2e^{+}+2\nu _{e}+26.73$ एमईवी

फलस्वरूप, तारे सूर्य सहित न्यूट्रिनो का एक स्रोत हैं। ये न्यूट्रिनो मुख्य रूप से पीपी श्रृंखला के माध्यम से कम द्रव्यमान में आते हैं, और कूलर सितारों के लिए, मुख्य रूप से भारी द्रव्यमान के सीएनओ चक्र के माध्यम से आते हैं।

The left frame shows the three principal cycles comprising the p-p chain (p-p I, p-p II and p-p III), and the neutrinos sources associated with these cycles. The right frame shows the CNO-I cycle.

1990 के दशक की प्रारम्भ में, विशेष रूप से कमिओका II और गा प्रयोगों के प्रारंभिक परिणामों के साथ अनिश्चितताओं के साथ, किसी भी व्यक्तिगत प्रयोग के लिए सौर न्यूट्रिनो समस्या के गैर-खगोलीय समाधान की आवश्यकता नहीं थी। परन्तु कुल मिलाकर, Cl, Kamioka II, और Ga प्रयोगों ने न्यूट्रिनो फ्लक्स के एक पैटर्न का संकेत दिया जो SSM के किसी भी समायोजन के अनुकूल नहीं था। इसने बदले में शानदार सक्षम सक्रिय संसूचकों की एक नवीन पीढ़ी को प्रेरित करने में मदद की। ये प्रयोग हैं सुपर-कमियोकांडे, सडबरी न्यूट्रिनो प्रेक्षणशाला (एसएनओ) और बोरेक्सिनो। सुपर-कमिओकांडे इलास्टिक स्कैटवलय (ES) घटनाओं का पता लगाने में सक्षम था

$\nu _{x}+e^{-}\to \nu _{x}+e^{-}$ जो, आवेशित-वर्तमान योगदान के कारण $\nu _{e}$ प्रकीर्णन, के प्रति सापेक्षिक संवेदनशीलता है $\nu _{e}$ ∼7:1 के भारी गंध वाले न्यूट्रिनो। चूँकि रिकॉइल इलेक्ट्रॉन की दिशा बहुत आगे होने के लिए विवश है, न्यूट्रिनो की दिशा को रिकॉइल इलेक्ट्रॉन की दिशा में रखा जाता है। यहाँ, $\cos \theta _{Sun}$ कहाँ प्रदान किया जाता है $\theta _{Sun}$ प्रतिक्षेपित इलेक्ट्रॉनों की दिशा और सूर्य की स्थिति के बीच का कोण है। इससे पता चलता है कि ${}^{8}\!B$ सौर न्यूट्रिनो प्रवाह की गणना की जा सकती है $2.40\pm 0.03(stat.){}_{-0.07}^{+0.08}\!(sys.)\times 10^{6}cm^{-2}s^{-1}$. एसएसएम की तुलना में, अनुपात है ${Data \over SSM_{BP98}}=0.465\pm 0.005(stat.){}_{-0.013}^{+0.015}\!(sys.)$. परिणाम स्पष्ट रूप से सौर न्यूट्रिनो की कमी को दर्शाता है।

वायुमंडलीय न्यूट्रिनो

वायुमंडलीय न्यूट्रिनो द्वितीयक ब्रह्मांडीय किरणें हैं जो पृथ्वी के वायुमंडल के साथ प्राथमिक ब्रह्मांडीय किरणों (ज्यादातर प्रोटॉन) के संपर्क से उत्पन्न कणों के क्षय से उत्पन्न होती हैं। देखी गई वायुमंडलीय न्यूट्रिनो घटनाएं चार श्रेणियों में आती हैं। पूर्ण रूप से निहित (एफसी) घटनाओं में आंतरिक संसूचक में उनके सभी ट्रैक होते हैं, जबकि आंशिक रूप से निहित (पीसी) घटनाओं में आंतरिक संसूचक से बचने वाले ट्रैक होते हैं। संसूचक के नीचे की चट्टान में ऊपर की ओर जाने वाले म्यूऑन (यूटीएम) उत्पन्न होते हैं और आंतरिक संसूचक से गुजरते हैं। ऊपर की ओर रुकने वाले म्यूऑन (USM) भी ​​संसूचक के नीचे चट्टान में उत्पन्न होते हैं, परन्तु आंतरिक संसूचक में रुकते हैं।

आंचल कोण की परवाह किए बिना न्यूट्रिनो की प्रेक्षित संख्या की संख्या समान रूप से भविष्यवाणी की जाती है। हालांकि, सुपर-कमियोकांडे ने पाया कि ऊपर की ओर जाने वाले म्यूऑन न्यूट्रिनो (पृथ्वी के दूसरी तरफ उत्पन्न) की संख्या 1998 में नीचे की ओर जाने वाले म्यूऑन न्यूट्रिनो की संख्या की आधी है। इसे न्यूट्रिनो के किसी अन्य में बदलने या दोलन करने से समझाया जा सकता है। न्यूट्रिनो जिनका पता नहीं चला है। इसे न्यूट्रिनो दोलन कहते हैं; यह खोज न्यूट्रिनो के परिमित द्रव्यमान को इंगित करती है और मानक मॉडल के विस्तार का सुझाव देती है। न्यूट्रिनो तीन गंधों में दोलन करते हैं, और सभी न्यूट्रिनो में उनका विश्राम द्रव्यमान होता है। 2004 में बाद के विश्लेषण ने लंबाई/ऊर्जा के एक समारोह के रूप में घटना दर की साइनसोइडल निर्भरता का सुझाव दिया, जिसने न्यूट्रिनो दोलनों की पुष्टि की।

K2K प्रयोग

Main article: K2K experiment

K2K प्रयोग जून 1999 से नवंबर 2004 तक एक न्युट्रीनो प्रयोग था। इस प्रयोग को म्यूऑन न्यूट्रिनो के माध्यम से सुपर-कमियोकांडे द्वारा देखे गए दोलनों को सत्यापित करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। यह उन स्थितियों में न्यूट्रिनो दोलनों का पहला सकारात्मक माप देता है जहां स्रोत और संसूचक दोनों नियंत्रण में हैं। सुदूर संसूचक के रूप में प्रयोग में सुपर-कमियोकांडे संसूचक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। बाद में प्रयोग टी2के प्रयोग जारी रहा क्योंकि दूसरी पीढ़ी K2K प्रयोग का अनुसरण करती है।

टी2के प्रयोग

Main article: T2K experiment

टी2के (Tokai to Kamioka) प्रयोग जापान, संयुक्त राज्य अमेरिका और अन्य सहित कई देशों द्वारा सहयोग किया गया एक न्यूट्रिनो प्रयोग है। टी2के का लक्ष्य न्यूट्रिनो दोलन के मापदंडों की गहरी समझ हासिल करना है। टी2के ने म्यूऑन न्यूट्रिनो से इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो तक के दोलनों की खोज की है, और जून 2011 में उनके लिए पहले प्रायोगिक संकेतों की घोषणा की। सुपर-कमियोकांडे संसूचक दूर संसूचक के रूप में खेलता है। सुपर-के संसूचक उच्च ऊर्जा न्यूट्रिनो और जल के बीच अन्योन्यक्रिया द्वारा बनाए गए म्यूऑन और इलेक्ट्रॉनों के चेरेंकोव विकिरण को अभिलेखित करेगा।

प्रोटॉन क्षय

मानक मॉडल में प्रोटॉन को बिल्कुल स्थिर माना जाता है। हालाँकि, ग्रैंड यूनिफाइड थ्योरीज़ (GUTs) का अनुमान है कि प्रोटॉन प्रोटॉन क्षय को हल्के ऊर्जावान आवेशित कणों जैसे इलेक्ट्रॉनों, म्यूऑन, पियोन, या अन्य में देख सकते हैं जिन्हें देखा जा सकता है। कामिओकांडे इनमें से कुछ सिद्धांतों को खारिज करने में मदद करते हैं। सुपर-कमियोकांडे वर्तमान में प्रोटॉन क्षय के अवलोकन के लिए सबसे बड़ा संसूचक है।

शुद्धि

जल शोधन प्रणाली

जल शोधन प्रणाली योजनाबद्ध।

50 किलोटन शुद्ध जल को 2002 की प्रारम्भ से एक बंद प्रणाली में लगभग 30 टन/घंटा की दर से निरंतर पुनर्संसाधित किया जाता है। महंगे एक्सपेंडेबल्स लगाए जाते हैं। प्रारंभ में, सुपर-कमियोकांडे टंकी से जल धूल और कणों को हटाने के लिए नाममात्र 1 माइक्रोन मेश फिल्टर के माध्यम से पारित किया जाता है, जो चेरेंकोव फोटॉनों के लिए जल की पारदर्शिता को कम करता है और सुपर-कमियोकांडे संसूचक के अंदर एक संभावित रेडॉन स्रोत प्रदान करता है। पीएमटी अंधेरे शोर के स्तर को कम करने के साथ-साथ बैक्टीरिया के विकास को दबाने के लिए जल को ठंडा करने के लिए एक हीट एक्सचेंजर का उपयोग किया जाता है। जीवित जीवाणुओं को एक यूवी स्टरलाइज़र चरण द्वारा मार दिया जाता है। एक कार्ट्रिज पॉलिशर (सीपी) भारी आयनों को समाप्त करता है, जो जल की पारदर्शिता को भी कम करता है और इसमें रेडियोधर्मी प्रजातियां सम्मिलित हैं। सीपी मॉड्यूल रासायनिक सीमा तक पहुंचते हुए, 11 MΩ cm से 18.24 MΩ cm तक जल के पुनर्संचारण की विशिष्ट प्रतिरोधकता को बढ़ाता है।मूल रूप से, एक आयन-एक्सचेंजर (आईई) को प्रणाली में सम्मिलित किया गया था, परन्तु जब आईई राल एक महत्वपूर्ण रेडॉन स्रोत पाया गया तो इसे हटा दिया गया था। आरओ कदम जो अतिरिक्त कणों को हटाता है, और जल में आरएन-कम वायु की प्रारम्भ जो वैक्यूम डिगैसिफायर (वीडी) चरण में रेडॉन हटाने की दक्षता को बढ़ाता है जो 1999 में स्थापित किया गया था। उसके बाद, एक वीडी जल में भंग गैसों को हटा देता है। . MeV ऊर्जा परास में सौर न्यूट्रिनो के लिए घटनाओं के स्रोत की एक गंभीर पृष्ठभूमि के साथ ये गैसें जल में घुल जाती हैं और घुलित ऑक्सीजन बैक्टीरिया के विकास को प्रोत्साहित करती है। निष्कासन दक्षता लगभग 96% है। फिर, उन कणों को हटाने के लिए अल्ट्रा फिल्टर (यूएफ) प्रस्तुत किया जाता है, जिनका न्यूनतम आकार लगभग 10,000 (या लगभग 10 एनवीनम व्यास) आणविक भार के अनुरूप होता है, जो खोखले फाइबर झिल्ली फिल्टर के लिए धन्यवाद है। अंत में, एक मेम्ब्रेन डिगैसिफायर (एमडी) जल में घुले रेडॉन को हटा देता है, और रेडॉन के लिए मापी गई निष्कासन दक्षता लगभग 83% है। रेडॉन गैसों की सांद्रता को वास्तविकअवधि संसूचकों द्वारा छोटा किया जाता है। जून 2001 में, सुपर-कमिओकांडे टंकी से शुद्धिकरण प्रणाली में आने वाले जल में सामान्य रेडॉन सांद्रता 2 एमबीक्यूएम से कम थी⁻³, और प्रणाली द्वारा जल के उत्पादन में, 0.4±0.2 mBq m⁻³.

वायु शोधन प्रणाली

वायु शोधन प्रणाली योजनाबद्ध।

शुद्ध वायु की आपूर्ति जल की सतह और सुपर-कमियोकांडे टंकी के शीर्ष के बीच की खाई में की जाती है। वायु शोधन प्रणाली में तीन कम्प्रेसर, एक बफर टंकी, ड्रायर, फिल्टर और सक्रिय कार्बन फिल्टर सम्मिलित हैं। कुल 8 मी³ सक्रिय चारकोल का उपयोग किया जाता है। रेडॉन को हटाने की दक्षता बढ़ाने के लिए अंतिम 50 लीटर चारकोल को -40 °C तक ठंडा किया जाता है। विशिष्ट प्रवाह दर, ओस बिंदु और अवशिष्ट रेडॉन सांद्रता 18 मीटर हैं³/h, -65 °C (@+1 kg/cm²), और कुछ mBq मी^-3, क्रमशः। गुंबद की वायु में विशिष्ट रेडॉन सांद्रता 40 Bq m मापी जाती है⁻³. टंकी कैविटी डोम के समीप खदान सुरंग की वायु में रेडॉन का स्तर आमतौर पर 2000-3000 बीक्यू मीटर तक पहुंचता है⁻³ गर्म मौसम के समय, मई से अक्टूबर तक, जबकि नवंबर से अप्रैल तक रेडॉन का स्तर लगभग 100-300 बीक्यू मीटर होता है⁻³. यह भिन्नता खदान सुरंग प्रणाली के वेंटिलेशन पैटर्न में चिमनी प्रभाव के कारण है; ठंड के मौसम में, ताजी वायु एटोत्सु सुरंग के प्रवेश द्वार में बहती है, जो प्रायोगिक क्षेत्र तक पहुंचने से पहले उजागर चट्टान के माध्यम से एक अपेक्षाकृत छोटा रास्ता है, जबकि गर्मियों में, वायु सुरंग से बाहर बहती है, खदान के भीतर गहरे से राडोण युक्त वायु खींचती है। प्रायोगिक क्षेत्र।

गुंबद क्षेत्र और जल शोधन प्रणाली में रेडॉन के स्तर को 100 बीक्यू मीटर से कम रखने के लिए^-3, ताजी वायु को निरंतर लगभग 10 मीटर पंप किया जाता है³/min खदान के बाहर से जो सुपर-कमियोकांडे प्रायोगिक क्षेत्र में परिवेशी खान वायु के प्रवेश को कम करने के लिए थोड़ा अधिक दबाव उत्पन्न करता है। डोम एयर प्रणाली के लिए घर के उपकरण के लिए एटोत्सु सुरंग प्रवेश द्वार के समीप एक रेडॉन हट (आरएन हट) का निर्माण किया गया था: 10 मीटर ^ 3 मिनट के साथ एक 40 एचपी वायु पंप⁻¹ /15 PSI पंप क्षमता, एयर डीह्यूमिडिफ़ायर, कार्बन निस्यंदन टंकी, और नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स। शरद ऋतु 1997 में, एटोत्सु सुरंग प्रवेश द्वार से लगभग 25 मीटर ऊपर एक स्थान पर एक विस्तारित सेवन वायु पाइप स्थापित किया गया था। यह निम्न स्तर वायु गुणवत्ता के लक्ष्यों को संतुष्ट करता है ताकि कार्बन फिल्टर पुनर्जनन कार्यों की अब आवश्यकता न रहे।

डाटा प्रोसेसिंग

कामिओका और संयुक्त राज्य अमेरिका दोनों में ऑफ़लाइन डेटा प्रोसेसिंग का उत्पादन किया जाता है।

कामिओका में

ऑफ़लाइन डेटा प्रोसेसिंग प्रणाली Kenkyuto में स्थित है और 4 किमी एफडीडीआई प्रकाशिक फाइबर लिंक के साथ Super-Kamiokande संसूचक से जुड़ा है। ऑनलाइन प्रणाली से डेटा प्रवाह 450 किलोबाइट्स है⁻¹ औसतन, 40 Gbytes दिन के अनुरूप^-1 या 14 टीबाइट्स वर्ष^-1. डेटा स्टोर करने के लिए ऑफलाइन प्रणाली में मैग्नेटिक टेप का उपयोग किया जाता है और अधिकांश विश्लेषण यहां पूरा किया जाता है। ऑफ़लाइन प्रोसेसिंग प्रणाली को प्लेटफ़ॉर्म-स्वतंत्र डिज़ाइन किया गया है क्योंकि डेटा विश्लेषण के लिए विभिन्न कंप्यूटर आर्किटेक्चर का उपयोग किया जाता है। इस वजह से, डेटा संरचनाएं CERN में विकसित ZEBRA बैंक प्रणाली के साथ-साथ ZEBRA विनिमय प्रणाली पर आधारित हैं।

सुपर-कमियोकांडे ऑनलाइन डीएक्यू प्रणाली के इवेंट डेटा में मूल रूप से आघात पीएमटी, टीडीसी और एडीसी काउंट्स, जीपीएस अवधि-स्टैम्प्स और अन्य हाउसकीपिंग डेटा की संख्या की एक सूची होती है। सौर न्यूट्रिनो विश्लेषण के लिए, ऊर्जा सीमा को कम करना एक निरंतर लक्ष्य है, इसलिए यह कम करने वाले एल्गोरिदम की दक्षता में संशोधन करने का निरंतर प्रयास है; हालाँकि, अंशांकन या कमी विधियों में परिवर्तन के लिए पहले के डेटा के पुनर्संसाधन की आवश्यकता होती है। आमतौर पर, हर महीने 10 टीबाइट्स रॉ डेटा को प्रोसेस किया जाता है ताकि बड़ी मात्रा में सीपीयू पावर और हाई-स्पीड I/O रॉ डेटा तक पहुंच सके। इसके अतिरिक्त, व्यापक मोंटे कार्लो विधि अनुकरण प्रसंस्करण भी आवश्यक है।

इन सभी की मांग को पूरा करने के लिए ऑफ़लाइन प्रणाली को डिज़ाइन किया गया था: एक बड़े डेटाबेस का टेप स्टोरेज (14 Tbytes yr−1), स्थिर सेमी-वास्तविकअवधि प्रोसेसिंग, लगभग निरंतर री-प्रोसेसिंग और मोंटे कार्लो सिमुलेशन। कंप्यूटर प्रणाली में 3 प्रमुख उप-प्रणालियाँ होती हैं: डेटा सर्वर, सीपीयू फ़ार्म और रन I के अंत में नेटवर्क।

अमेरिका में

कामिओका से भेजे गए कच्चे डेटा को संसाधित करने के लिए स्टोनी ब्रुक, एनवाई में स्टोनी ब्रुक विश्वविद्यालय में ऑफ़लाइन डेटा प्रोसेसिंग के लिए समर्पित एक प्रणाली स्थापित की गई थी। अधिकांश संशोधनित कच्चे डेटा को कामिओका में प्रणाली सुविधा से कॉपी किया जाता है। स्टोनी ब्रुक में, विश्लेषण और आगे की प्रक्रिया के लिए एक प्रणाली स्थापित की गई थी। स्टोनी ब्रुक में कच्चे डेटा को मल्टी-टेप डीएलटी ड्राइव के साथ संसाधित किया गया था। उच्च ऊर्जा विश्लेषण और निम्न ऊर्जा विश्लेषण के लिए पहले चरण की डेटा कटौती प्रक्रियाएँ की गईं। उच्च ऊर्जा विश्लेषण के लिए डेटा कमी मुख्य रूप से वायुमंडलीय न्यूट्रिनो घटनाओं और प्रोटॉन क्षय खोज के लिए थी जबकि कम ऊर्जा विश्लेषण मुख्य रूप से सौर न्यूट्रिनो घटनाओं के लिए थी। उच्च ऊर्जा विश्लेषण के लिए कम किए गए डेटा को अन्य कमी प्रक्रियाओं द्वारा निस्यंदित किया गया था और परिणामी डेटा को डिस्क पर संग्रहीत किया गया था। कम ऊर्जा के लिए कम किए गए डेटा को डीएलटी टेप पर संग्रहीत किया गया और आगे की प्रक्रिया के लिए कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, इरविन को भेजा गया।

यह ऑफसमूह विश्लेषण प्रणाली 3 साल तक जारी रही जब तक कि उनकी विश्लेषण श्रृंखलाएं समान परिणाम देने के लिए साबित नहीं हुईं। इस प्रकार, जनशक्ति को सीमित करने के लिए, सहयोग एक संयुक्त विश्लेषण पर केंद्रित थे

परिणाम

1998 में, सुपर-के को म्यूऑन न्यूट्रिनो के ताऊ-न्यूट्रिनो में परिवर्तित होने के अवलोकन से न्यूट्रिनो दोलन का पहला मजबूत प्रमाण मिला। एसके ने प्रोटॉन जीवनकाल और अन्य दुर्लभ क्षय और न्यूट्रिनो गुणों पर सीमाएं निर्धारित की हैं। एसके ने 5.9 × 10 के काओन तक क्षय करने वाले प्रोटॉन पर एक निचली सीमा तय की³³ द जनवरी 2023 में 1996-2018 की अवधि के समय एकत्र किए गए आंकड़ों से सुपर-कमियोकांडे द्वारा उप-GeV गहरे द्रव्य के लिए डार्क मैटर-न्यूक्लियॉन इलास्टिक स्कैटवलय क्रॉस सेक्शन को छोड़कर नवीन सीमाएं बताई गईं। $10^{-33}cm^{2}$ और $10^{-27}cm^{2}$ जनता के साथ $1\ MeV/c^{2}$ को $300\ MeV/c^{2}$.

लोकप्रिय संस्कृति में

एंड्रियास गुरस्की की 2007 की तस्वीर, कामिओकांडे का विषय सुपर-कमियोकांडे है और Cosmos: A Spacetime Odyssey के एक एपिसोड में चित्रित किया गया था। सितंबर 2018 में, रखरखाव के लिए संसूचक को सूखा दिया गया था, जिससे ऑस्ट्रेलियाई प्रसारण निगम के पत्रकारों की एक टीम को संसूचन टंकी के भीतर से केंद्रीय समिति का विभेदन वीडियो प्राप्त करने का अवसर मिला।

यह भी देखें

• हाइपर कामिओकांडे
• मसातोशी कोशिबा
• चौथा तोत्सुका
• तकाकी कजीता
• सुपरनोवा 1987ए
• सौर न्यूट्रिनो समस्या
• सडबरी न्यूट्रिनो प्रेक्षणशाला
• K2K प्रयोग
• टी2के प्रयोग

बाहरी संबंध

• The Super-Kamiokande Homepage
• Super-Kamiokande experiment record on INSPIRE-HEP