מתחת להר איקנו, יפן, במכרה ישן היושב אלף מטר (3,300 רגל) מתחת לפני השטח, שוכן מצפה הכוכבים סופר-קומיוקנדה (SKO). מאז 1996, כשהחלה לערוך תצפיות, החוקרים משתמשים בגלאי צ'רנקוב במתקן זה כדי לחפש סימנים של ריקבון פרוטון וניוטרינו בגלקסיה שלנו. זו משימה לא קלה, מכיוון שקשה מאוד לאתר נייטרינים.
אך הודות למערכת מחשבים חדשה שתוכל לעקוב אחר נייטרינו בזמן אמת, החוקרים ב- SKO יוכלו לחקור מקרוב את חלקיקי התעלומות הללו בעתיד הקרוב. בכך הם מקווים להבין כיצד כוכבים נוצרים ובסופו של דבר קורסים לחורים שחורים, ולהגניב שיא כיצד נוצר החומר ביקום הקדום.
נייטרינו, במילים פשוטות, הם אחד החלקיקים הבסיסיים המרכיבים את היקום. בהשוואה לחלקיקים יסודיים אחרים, יש להם מעט מאוד מסה, ללא מטען, והם רק מתקשרים עם סוגים אחרים של חלקיקים דרך הכוח הגרעיני החלש וכוח המשיכה. הם נוצרים במספר דרכים, הבולטת ביותר באמצעות התפרקות רדיואקטיבית, התגובות הגרעיניות המפעילות כוכב, ובסופרנובות.
בהתאם למודל המפץ הגדול, הסטנדרטים הנייטרינים שנותרו מיום היקום הם החלקיקים השופעים ביותר שקיימים. בכל רגע נתון, מאמינים כי טריליוני חלקיקים אלה נעים סביבנו ודרכנו. אך בגלל האופן שבו הם מתקשרים עם חומר (כלומר, באופן חלש בלבד) הם קשים ביותר לגילוי.
מסיבה זו, מצפי תצפית נייטרינו בנויים עמוק מתחת לאדמה בכדי להימנע מהפרעות מקרניים קוסמיות. הם מסתמכים גם על גלאי צ'רנקוב, שהם למעשה מיכלי מים מסיביים שיש בהם אלפי חיישנים המצפים את קירותיהם. אלה מנסים לאתר חלקיקים כאשר הם מאטים את מהירות האור המקומית (כלומר, מהירות האור במים), המתבטאת בנוכחות זוהר - המכונה קרינת צ'רנקוב.
הגלאי ב- SKO הוא כיום הגדול בעולם. הוא מורכב ממכל פלדה אל חלד גלילי שגובהו 41.4 מ 'וגובהו 39.3 מ' (129 רגל), ומחזיק מעל 45,000 טון מים (50,000 טון אמריקניים) של מים טהורים במיוחד. בחלק הפנימי מותקנים 11,146 צינורות פוטו-מכפיליים, המזהים אור בטווחים האולטרה סגולים, הנראים והקרובים לאינפרא אדום של הספקטרום האלקטרומגנטי ברגישות קיצונית.
במשך שנים השתמשו חוקרי ה- SKO במתקן לבחינת נייטרינו סולארי, נייטרינו אטמוספרי ונייטרינו מעשה ידי אדם. עם זאת, אלה שנוצרים על ידי סופרנובות קשים מאוד לאיתור, מכיוון שהם נראים פתאום וקשים להבחנה מסוגים אחרים. עם זאת, עם מערכת המחשבים שנוספה לאחרונה, חוקרי ה- Super Komiokande מקווים שזה ישתנה.
כפי שהסביר לואיס לברגה, פיזיקאי מאוניברסיטה האוטונומית במדריד (ספרד) וחבר בשיתוף הפעולה, בהצהרה שפורסמה לאחרונה לשירות החדשות המדעי (SINC):
פיצוצי סופרנובה הם אחת התופעות האנרגטיות ביותר ביקום ורוב האנרגיה הזו משתחררת בצורה של נייטרינו. זו הסיבה שגילוי וניתוח של נייטרינים הנפלטים במקרים אלה, פרט לאלה מהשמש או ממקורות אחרים, חשוב מאוד להבנת המנגנונים להיווצרות כוכבי נויטרונים - סוג של שריד כוכבים וחורים שחורים ".
בעיקרון, מערכת המחשבים החדשה מיועדת לנתח את האירועים שנרשמו במעמקי המצפה בזמן אמת. אם הוא יגלה זרימות גדולות בצורה חריגה של נייטרינו, הוא יתריע במהירות למומחים המאיישים את הפקדים. לאחר מכן הם יוכלו להעריך את משמעות האות תוך דקות ולראות אם הוא באמת מגיע מסופרנובה סמוכה.
"במהלך פיצוצי סופרנובה נוצר מספר עצום של נייטרינים במרחב זמן קטן במיוחד - כמה שניות - וזו הסיבה שאנחנו צריכים להיות מוכנים," הוסיף לברגה. "זה מאפשר לנו לחקור את התכונות הבסיסיות של חלקיקים מרתקים אלה, כמו האינטראקציות שלהם, ההיררכיה שלהם והערך המוחלט של המסה שלהם, מחצית החיים שלהם, ובוודאי תכונות אחרות שאנחנו עדיין לא יכולים אפילו לדמיין."
חשובה לא פחות העובדה שמערכת זו תעניק ל- SKO את היכולת לפרסם אזהרות מוקדמות למרכזי מחקר ברחבי העולם. מצפי תצפית מבוססי קרקע, בהם אסטרונומים מעוניינים לצפות ביצירת נייטרינים קוסמיים על ידי סופרנובה, יוכלו אז לכוון את כל המכשירים האופטיים שלהם לכיוון המקור מראש (מכיוון שיידרש זמן רב יותר לאות האלקטרומגנטי).
באמצעות מאמץ שיתופי זה, אסטרופיסיקאים עשויים להיות מסוגלים להבין טוב יותר כמה מהנייטרינים החמקמקים מכולם. לדעת אם חלקיקי היסוד הללו מתקשרים עם אחרים עשוי לקרב אותנו צעד אחד קרוב יותר לתיאוריה הגדולה - אחת המטרות העיקריות של מצפה הכוכבים סופר-קמיוקנדה.
נכון להיום, קיימים רק מעט גלאי נייטרינו בעולם. אלה כוללים את גלאי Irvine-Michigan-Brookhaven (IMB) באוהיו, מצפה הכוכבים Neutrino (SNOLAB) באונטריו, קנדה, ומצפה הכוכבים Super Kamiokande ביפן.
