Warum Japan einen 260-Millionen-Liter-Tank in einen Berg baut

600 Meter unter der Oberfläche eines Berges in Japan, in einer ehemaligen Mine, entsteht zur Zeit ein zylindrischer Hohlraum, der künftig 260 Millionen Liter hochreines Wasser fassen soll. Zur Wasserversorgung dient die 71 Meter hohe und 68 Meter breite Kaverne aber nicht. Es ist auch kein Pumpspeicherkraftwerk. Stattdessen sollen im so genannten Hyper-Kamiokande die kleinsten Teilchen des Universums erforscht werden: Neutrinos.

Schwaches Leuchten im Wasser

Die winzigen Teilchen, von denen in jeder Sekunde Milliarden Stück durch den menschlichen Körper, aber auch ganze Planeten hindurch fliegen, lösen beim Zusammenprall mit atomaren Bestandteilen lichtdurchlässiger Medien eine so genannte Tscherenkow-Strahlung aus, ein ganz schwaches Leuchten. In einem großen Wassertank passiert das ständig. Im Hyper-Kamiokande sehen 40.000 hochsensible Lichtsensoren dabei zu.

Hyper-Kamiokande ist bereits die 3. derartige Anlage in Japan und die mit Abstand größte. Errichtet wird sie von der Universität von Tokio und der Forschungsorganisation KEK, unterstützt wird das Projekt von 22 Ländern. Deutschland ist dabei, die Schweiz ebenso, Österreich aber nicht. Die Neutrino-Strahlung, die auf den Riesendetektor trifft, stammt einerseits aus dem Universum, v.a. von der Sonne, andererseits werden auch Experimente mit einer irdischen Quelle durchgeführt.

Künstlicher Teilchenstrahl durch die Erde

In der knapp 300 Kilometer entfernten Forschungseinrichtung JPARC an der japanischen Ostküste steht ein Teilchenbeschleuniger, der Neutrinos erzeugen kann, die dann auf direktem Weg durch die Kurve der Erdkruste auf Hyper-Kamiokande geschossen werden. Durch den Riesendetektor wollen Forscher*innen mehr über den Unterschied zwischen Neutrinos und Antineutrinos, sowie über Protonenzerfall herausfinden.

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Außerdem sollen Neutrinos erkannt werden, die durch Supernova-Sternenexplosionen entstehen. Alle Erkenntnisse sollen dazu dienen, die Geschichte und die Evolution des Universums besser zu verstehen.