عرض مصدر هايبر كاميوكاندي

{{يتيمة|تاريخ =أبريل 2024}}
{{بطاقة عامة}}

[[ملف:HK_experiment_overview.jpg|وصلة=https://en.wikipedia.org/wiki/File:HK_experiment_overview.jpg|تصغير|'''تجربة هايبر كاميوكاندي: نظرة عامة''']]
'''هايبر كاميوكاندي Hyper-Kamiokande''' (و يطلق عليه أيضًا هايبر كاي '''Hyper-K''' أو إيتش كاي '''HK''' ) هو [[عداد نيوترينو|مرصد]] وتجربة [[نيوترينو]] قيد الإنشاء، يجرى في [[اليابان]] بالتعاون مع مؤسسات من 21 دولة (إلى حدود غشت 2023) من ست قارات. <ref>{{استشهاد ويب|عنوان=Hyper-Kamiokande website: Collaboration Institutes|مسار= https://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/hk/about/collaboration/|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20240210032435/https://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/hk/about/collaboration/|تاريخ أرشيف=2024-02-10}}</ref> وباعتباره خليفة لتجربتي [[تجربة سوبر كاميوكاندي|سوبر كاميوكاندي]] (SK) و T2K ، فقد تم تصميمه للبحث عن [[اضمحلال البروتون|اضمحلال البروتونات]] واكتشاف النيوترينوات من المصادر الطبيعية مثل الأرض، الغلاف الجوي، الشمس والكون، وكذلك لدراسة [[تذبذب النيوترينو|تذبذبات النيوترينو]] في شعاع نيوترينو المسرِّع من صنع الإنسان. <ref name="1805.04163">{{استشهاد بأرخايف|أرخايف=1805.04163|صنف=physics.ins-det|مؤلف=Hyper-Kamiokande Proto-Collaboration|عنوان=Hyper-Kamiokande Design Report|تاريخ=28 November 2018}}</ref> {{صفحات مرجع|6,20–28}}ومن المقرر أن تبدأ عملية جمع البيانات في عام 2027. <ref name="hkapproved">{{استشهاد بخبر|تاريخ=12 February 2018|عنوان=The Hyper-Kamiokande project is officially approved|ناشر=Kamioka Observatory ICRR, The University of Tokyo|مسار= https://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/news/detail/300|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20240210032653/https://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/news/detail/300|تاريخ أرشيف=2024-02-10}}</ref>

ستقع منشآت تجربة Hyper-Kamiokande في مكانين:

* سيتم إنتاج شعاع النيوترينو في مجمع المسرع ''[[مجمع البحوث الياباني لتسريع البروتونات|جاي بارك]]'' ([[مجمع البحوث الياباني لتسريع البروتونات|J-PARC]] ( و ستتم دراسته بواسطة مجموعة من الكواشف القريبة والوسيطة الواقعة في قرية توكاي بمحافظة إيباراكي على الساحل الشرقي لليابان. <ref name="1805.04163" /><ref name="hkapproved" />
* الكاشف الرئيسي، الذي يُطلق عليه أيضًا اسم هايبر كاميوكاندي (HK)، يتم إنشاؤه تحت قمة جبل نيجيوغو في مدينة هيدا بمحافظة جيفو في جبال الألب اليابانية (). سيُستخدم كاشف HK في عمليات البحث عن اضمحلال البروتونات، ودراسات النيوترينوات من المصادر الطبيعية، وسيعمل أيضا ككاشف بعيد لقياس تذبذبات حزمة نيوترينو مسرٍّع على المسافة المقابلة للحد الأقصى للتذبذب الأول. <ref>{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=The Hyper-Kamiokande Experiment|صحيفة=Journal of Physics: Conference Series|مسار= https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/888/1/012020|مؤلف=Di Lodovico|الأول=Francesca|تاريخ=2017-09|المجلد=888|صفحات=012020|مؤلف2=Hyper-Kamiokande Collaboration|issn=1742-6588|دوي=10.1088/1742-6596/888/1/012020|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20231128145616/https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/888/1/012020|تاريخ أرشيف=2023-11-28}}</ref><ref name="1805.04163" />

== برنامج الدراسات الفزيائية ==

=== تذبذبات نيوترينو المسرٍّع و نيوترينو الغلاف الجوي ===
[[تذبذب النيوترينو|تذبذبات النيوترينو]] هي ظاهرة [[ميكانيكا الكم|ميكانيكية كمومية]] تغير فيها النيوترينوات [[نكهة (فيزياء الجسيمات)|نكهتها]] ({{جسيم دون ذري|Electron neutrino}} {{جسيم دون ذري|Muon neutrino}} {{جسيم دون ذري|Tauon neutrino}}) أثناء الحركة، وذلك بسبب حقيقة أن حالات نكهة النيوترينو هي مزيج من حالات كتلة النيوترينو (ν <sub>1</sub>, ν <sub>2</sub>, ν <sub>3</sub> حالات الكتلة ذات الكتل m <sub>1</sub>, m <sub>2</sub>, m <sub>3</sub>, على التوالي). تعتمد احتمالات التذبذب على المعايير النظرية الستة:

* ثلاث زوايا مزج (θ <sub>12</sub> و θ <sub>23</sub> و θ <sub>13</sub> ) تحكم المزج بين حالات الكتلة و حالات النكهة،
* فرقي مربعي الكتلة (m <sup>2</sup> <sub>12</sub>∆ و m <sup>2</sup> <sub>32</sub>∆, حيث m <sup>2</sup> <sub>i</sub> = m <sup>2</sup> <sub>i</sub> - m <sup>2</sup> <sub>j</sub>∆ )
* ثم طور δ <sub>CP</sub> المسؤول عن تباين [[خرق تناظر الشحنة والسوية|المادة والمادة المضادة]] في تذبذبات النيوترينو،

و معياريين يتم اختيارهما لتجربة معينة بالخصوص:

* طاقة النيوترينو
* خط الأساس - المسافة التي تقطعها النيوترينوات والتي يتم عندها قياس التذبذبات. <ref name="pdg">{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=Review of Particle Physics|صحيفة=Progress of Theoretical and Experimental Physics|مؤلف=Particle Data Group and Workman|تاريخ=August 2022|المجلد=2022|العدد=8|صفحات=083C01|hdl-access=free|hdl=11585/900713|دوي=10.1093/ptep/ptac097|doi-access=free}}</ref> {{صفحات مرجع|285–311}}<ref name="1805.04163" /> {{صفحات مرجع|20–23}}

و استكمالاً للدراسات التي تم إجراؤها بواسطة تجربة T2K ، سيقوم كاشف HK بقياس أطياف طاقة نيوترينوات الإلكترون والميون في الحزمة المنتجة في J-PARC كشعاع نيوترينو ميون نقي تقريبًا ومقارنته مع المتوقع في حالة عدم وجود تذبذبات، والتي يتم حسابها مبدئياً بناءً على نماذج تدفق النيوترينو و نماذج التفاعل وتحسينها بالقياسات التي تجريها الكواشف القريبة والوسيطة. بالنسبة لطاقة ذروة شعاع النيوترينو T2K/HK (600 MeV)، تتوافق مسافة كاشف J-PARC - HK (295 كم) مع الحد الأقصى للتذبذب الأول. سيتم إجراء القياسات بشكل منفصل لحزم النيوترينو والنيوترينو المضاد، مما يوفر معلومات حول

<span lang="english" dir="ltr">P<sub>{{جسيم دون ذري|Muon neutrino}} → {{جسيم دون ذري|Electron neutrino}}</sub>, P<sub>{{جسيم دون ذري|Muon neutrino}} → {{جسيم دون ذري|Muon neutrino}}</sub>, P<sub>{{جسيم دون ذري|Muon antineutrino}} → {{جسيم دون ذري|Electron antineutrino}}</sub> و P<sub>{{جسيم دون ذري|Muon antineutrino}} → {{جسيم دون ذري|Muon antineutrino}}</sub></span>

، حيث P <sub>ν <sub>α</sub></sub> → P <sub>ν <sub>β</sub></sub> هو احتمال أن يتم ملاحظة النيوترينو في الأصل ذو النكهة α لاحقًا على أنه ذو نكهة β. <ref name="1805.04163" /> {{صفحات مرجع|202–224}}
[[ملف:Hk_cp_exclusion_ability.png|تصغير| قدرة Hyper-K على استبعاد انحفاض CP كدالة للقيمة الحقيقية لـ δCP]]
مقارنة احتمالات ظهور النيوترينوات والنيوترينوات المضادة (P<sub>{{جسيم دون ذري|Muon neutrino}} → {{جسيم دون ذري|Electron neutrino}}</sub> مقابل P<sub>{{جسيم دون ذري|Muon antineutrino}} → {{جسيم دون ذري|Electron antineutrino}}</sub>) يسمح بقياس طور δ <sub>CP</sub> . يتراوح δ <sub>CP</sub> من -π إلى π (من −180° إلى 180°)، حيث يتوافق 0 و±π مع انحفاض تناظر CP. بعد 10 سنوات من أخذ البيانات، من المتوقع أن يؤكد HK عند [[مجال ثقة|مستوى الثقة]] 5σ إذا تم انتهاك تماثل CP في تذبذبات النيوترينو بنسبة 57% من قيم δ <sub>CP</sub> المحتملة. يعد انتهاك CP أحد [[نشأة الباريونات|الشروط]] الضرورية لإنتاج فائض من المادة مقابل المادة المضادة في الكون المبكر، والذي يشكل الآن كوننا المبني من المادة. سيتم استخدام نيوترينوات المسرٍّع أيضًا لتعزيز دقة معايير التذبذب الأخرى، m <sup>2</sup> <sub>32</sub>| ،θ <sub>23</sub>∆| و θ <sub>13</sub> ، بالإضافة إلى دراسات تفاعلات النيوترينو. <ref name="1805.04163" /> {{صفحات مرجع|202–224}}

تظهر العلامة المجهولة للمعيار m <sup>2</sup> <sub>32</sub> ∆ فقط أثناء انتشار النيوترينو في المادة. و سيتم استخدام دراسات تجربة HK للنيوترينوات الجوية التي تنتقل عبر الأرض وتدخل كاشف HK من اتجاهات مختلفة (المسافة المقطوعة في المادة حتى قطر الأرض) لقياسها. <ref name="1805.04163" /> {{صفحات مرجع|225–237}}

=== علم فلك النيوترينو والجيونيترينو ===
تنتج انفجارات [[مستعر أعظم|السوبرنوفا]] (مستعرات عظمى) كميات كبيرة من النيوترينوات. بالنسبة لمستعر أعظم مجري على مسافة 10 [[فرسخ فلكي|كيلو فرسخ]] فلكي، من المتوقع حدوث حوالي 50000 إلى 94000 تفاعل نيوترينو في كاشف HK خلال بضع عشرات من الثواني. بالنسبة إلى [[منكب الجوزاء]] على مسافة 0.2 كيلو فرسخ فلكي، يمكن أن يصل هذا المعدل إلى ما يصل إلى 10<sup>8</sup> تفاعل في الثانية، وقد تم أخذ هذا العدد من الأحداث في الاعتبار في تصميم نظام الحصول على بيانات الكاشف (DAQ). و من شأن الملامح الزمنية لعدد الأحداث المسجلة في HK ومتوسط طاقتها أن تتيح اختبار النماذج النظرية للانفجار. و يمكن أن توفر معلومات اتجاهات النيوترينو الموجودة في كاشف HK إنذارًا مبكرًا للرصد الكهرومغناطيسي للمستعر الأعظم، كما يمكن استخدامها في عمليات رصد أخرى [[علم الفلك متعدد الرسل|متعددة المراسلات]] . <ref>{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=Supernova Model Discrimination with Hyper-Kamiokande|صحيفة=Astrophys. J.|مسار= https://inspirehep.net/literature/1840585|مؤلف=the Hyper-Kamiokande collaboration|تاريخ=Jan 13, 2021|المجلد=916|صفحات=15|أرخايف=2101.05269|بيب_كود=2021ApJ...916...15A|دوي=10.3847/1538-4357/abf7c4|doi-access=free|العدد=1|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20240330112205/https://inspirehep.net/literature/1840585|تاريخ أرشيف=2024-03-30}}</ref> <ref name="1805.04163" /> {{صفحات مرجع|263–280}}

تسمى النيوترينوات التي أُنتجت بشكل تراكمي من انفجارات المستعرات العظمى عبر تاريخ الكون بالنيوترينوات بقايا السوبرنوفا (SRN) أو خلفية نيوترينوات المستعرات العظمى المنتشرة (DSNB) وهي تحمل معلومات حول تاريخ تشكّل النجوم. وبسبب التدفق المنخفض (بضع عشرات/سم<sup>2</sup> /ثانية)، لم يتم اكتشافها بعد. بعد عشر سنوات من جمع البيانات، من المتوقع أن يكتشف HK حوالي 40 حدثًا من أحداث SRN في نطاق الطاقة 16-30 MeV. <ref name="1805.04163" /> {{صفحات مرجع|276–280}}<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=Prospects for neutrino astrophysics with Hyper-Kamiokande|صحيفة=PoS|مسار= https://inspirehep.net/literature/1930815|مؤلف=Yano|الأول=Takatomi|سنة=2021|المجلد=ICRC2021|العدد=|صفحات=1193|hdl-access=free|hdl=20.500.11850/589619|دوي=10.22323/1.395.1193|doi-access=free|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20231027154804/https://inspirehep.net/literature/1930815|تاريخ أرشيف=2023-10-27}}</ref>

بالنسبة لنيوترينوات الإلكترون الشمسية، أهداف تجربة HK هي:

* البحث عن عدم التماثل في تدفق النيوترينو بين النهار والليل - الناتج عن المسافات المختلفة المقطوعة في المادة (أثناء الليل تعبر النيوترينوات الأرض بشكل إضافي قبل دخول الكاشف) وبالتالي احتمالات التذبذب المختلفة الناجمة عن [[تأثير ميكهيف- سميرنوف- وولفنشتاين|تأثير المادة]] . <ref name="1805.04163" /> {{صفحات مرجع|238–244}}
* قياس احتمال نجاة نيوترينوات الإلكترون {{جسيم دون ذري|electron neutrino}} ذوي طاقة بين 2 و7 ميغا إلكترون فولت - أي بين المناطق التي تهيمن عليها التذبذبات في [[فراغ (فيزياء)|الفراغ]] والتذبذبات في المادة، على التوالي - والتي تعتبر حساسة للنماذج الفيزيائية الجديدة، مثل [[نيوترينو خامل|النيوترينوات العقيمة]] أو التفاعلات غير القياسية. <ref name="1805.04163" /> {{صفحات مرجع|238–244}}<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=Solar neutrinos and neutrino physics|صحيفة=Eur. Phys. J. A|مسار= https://inspirehep.net/literature/1383834|مؤلف=Maltoni, Michele and Smirnov, Alexei Yu.|تاريخ=Jul 19, 2015|المجلد=52|صفحات=87|أرخايف=1507.05287|s2cid=254115998|دوي=10.1140/epja/i2016-16087-0|العدد=4|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20231027155404/https://inspirehep.net/literature/1383834|تاريخ أرشيف=2023-10-27}}</ref>
* المراقبة الأولى للنيوترينوهات من قناة <math>{^3}\text{He} + \text{p} \to {^4}\text{He} + \text{e}^{+} + \operatorname{\nu}_\text{e}</math> التي توقعها النموذج الشمسي القياسي.{{صفحات مرجع|238–244}}<ref name="1805.04163" />
* مقارنة تدفق النيوترينو مع النشاط الشمسي (مثل دورة الشمس التي تستمر 11 عامًا).<ref>{{استشهاد ويب|عنوان=Hyper-Kamiokande website: Cosmic Neutrino Observation: Solar neutrinos|مسار= https://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/hk/about/research/|تاريخ الوصول=05/04/2024|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20231027155404/https://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/hk/about/research/|تاريخ أرشيف=2023-10-27}}</ref>

الجيونيوترينوهات تنتج في تحلل النوى الإشعاعية داخل الأرض. ستساهم دراسات الجيونيوترينو في هايبر-كاميوكاندي في تقييم التركيب الكيميائي لنواة الأرض، والذي يرتبط بتوليد الحقل المغناطيسي الأرضي. {{صفحات مرجع|293–292}}<ref name="1805.04163" />

=== اضمحلال البروتون ===
تحلل البروتون الحر إلى جسيمات فرعية أخف لم يُرصد أبدًا، ولكنه متوقع بواسطة بعض النظريات الموحَّدة العظمى (GUT) واقترح للمرة الأولى كأحد الظروف الضرورية لشرح سيادة المادة على المضادات في الكون. المسارات الرئيسية التي يدرسها هايبر كاي هي <math>\text{p}{^+} \to \text{e}{^+}  + \operatorname{\pi}{^0}</math> المفضل لدى العديد من نماذج النظريات الموحدة العظمى (GUT) و <math>p^{+} \rightarrow \bar{\nu} + K^{+}</math> متوقعة من قبل نظريات بما في ذلك [[تناظر فائق|التناظر الفائق]]. بعد عشر سنوات من جمع البيانات، (في حال عدم رصد تحلل) من المتوقع أن ترفع HK الحد الأدنى لمتوسط عمر البروتون من <math>1.6 \times 10^{34}</math> إلى <math>6.3 \times 10^{34}</math> لقناة التحلل الأكثر حساسية بالنسبة له (<math>\text{p}{^+} \to \text{e}{^+}  + \operatorname{\pi}{^0}</math>) ومن<math>0.7 \times 10^{34}</math> إلى <math>2.0 \times 10^{34}</math> للقناة <math>p^{+} \rightarrow \bar{\nu} + K^{+}</math>. <ref name="1805.04163" /> {{صفحات مرجع|26–28,245–257}}

=== المادة المظلمة ===
[[المادة المظلمة]] هي شكل مفترض وغير مضيء للمادة تم اقتراحه لشرح العديد من الملاحظات الفلكية التي تشير إلى وجود كتلة إضافية غير مرئية في المجرات. إذا تفاعلت جزيئات المادة المظلمة [[قوة نووية ضعيفة|بشكل ضعيف]] ، فإنها قد تنتج النيوترينوات من خلال [[إفناء|الفناء]] أو الاضمحلال. يمكن رؤية تلك النيوترينوات في كاشف هايبر كاي على أنها فائض من النيوترينوات قادم من اتجاه [[جهد الجاذبية|المكنونات الجاذبية]] الكبيرة مثل [[مركز المجرة]] أو [[الشمس]] أو [[الأرض]] ، فوق خلفية [[نيوترينو|نيوترينو جوية]] متجانسة <ref name="1805.04163" /> {{صفحات مرجع|281–286}}

== وصف التجربة ==
تتكون تجربة هايبر كاميوكاندي من خط شعاع نيوترينو المسرِّع ، ومجموعة من أجهزة الكشف القريبة، والكاشف الأوسط، والكاشف البعيد (هذا الأخير يطلق عليه هايبر كاميوكاندي أيضا ). سيتم استخدام الكاشف البعيد في حد ذاته في عمليات البحث [[اضمحلال البروتون|عن اضمحلال البروتونات]] ودراسات النيوترينوات من المصادر الطبيعية. جميع العناصر المذكورة أعلاه ستخدم في دراسات [[تذبذب النيوترينو]] المسرع. قبل إطلاق تجربة HK، ستنتهي تجربة T2K من جمع البيانات وسيتسلم HK خط شعاع النيوترينو ومجموعة أجهزة الكشف القريبة، في حين يجب إنشاء أجهزة الكشف الوسطى والبعيدة بشكل جديد كليا. <ref name="panic2021">{{استشهاد ويب|عنوان=The status of T2K and Hyper-Kamiokande experiments|مسار=https://indico.lip.pt/event/592/contributions/3550/|تاريخ الوصول=2021-09-29|صحيفة=PANIC 2021 Conference|تاريخ=September 5–10, 2021|مؤلف=Vilela|الأول=Cristovao|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20210929161023/https://indico.lip.pt/event/592/contributions/3550/|تاريخ أرشيف=2021-09-29|حالة المسار=live}}</ref>

{{multiple image
| align = right
| perrow = 2 / 1
| total_width = 460
| image1 = Numu flux iwcd.png
| caption1 = تدفق النيوترينو المويوني في كاشف IWCD لزوايا مختلفة خارج المحور.
| image2 = Nue flux iwcd.png
| caption2 = تدفق النيوترينو الإلكتروني في كاشف IWCD لزوايا مختلفة خارج المحور.
}}

=== خط شعاع النيوترينو ===
{{مفصلة|T2K experiment#Neutrino beam}}
{{مفصلة|T2K experiment#Beam upgrade}}

=== أجهزة الكشف القريبة ===
{{مفصلة|T2K experiment#Near detectors}}
{{مفصلة|T2K experiment#ND280 Upgrade}}

=== الكاشف الأوسط ===
سيتم وضع كاشف مياه تشيرينكوف الأوسط (IWCD) على مسافة 0.7–2.0 كيلومتر (0.43–1.24 ميل) من مكان إنتاج النيوترينوات. سيكون عبارة عن أسطوانة مملوءة بالماء قطرها 10 متر (33 قدم) و طولها 50 متر (160 قدم) منها 10 متر (33 قدم) تشكل هيكل طويل القامة مزود بحوالي 400 mPMT (أنابيب مضاعفة الفوتونات متعددة الوحدات) بقطر 20 سنتيمتر (7.9 بوصة). سيتم تحريك الهيكل في اتجاه عمودي بواسطة نظام رافعة، مما يوفر قياسات لتفاعلات النيوترينو في زوايا مختلفة خارج المحور (زوايا مركز شعاع النيوترينو)، تمتد من درجة واحدة الى الأسفل إلى 4 درجات نحو الأعلى، وبالتالي توفير قياسات لمختلف أطياف طاقة النيوترينو. [[تركيب خطي|عن طريق الجمع بين]] النتائج من زوايا مختلفة خارج المحور، من الممكن استخلاص النتائج لطيف النيوترينو أحادي اللون تقريبًا دون الحاجة الى النماذج النظرية لتفاعلات النيوترينو لإعادة بناء طاقة النيوترينو. إن استخدام كاشف من نفس طينة و نوع الكاشف البعيد مع نفس القبول الزاوي وكمية الحركة تقريبًا، يسمح بمقارنة النتائج من هذين الكاشفين دون الحاجة الى محاكاة حاسوبية لاستجابة الكاشف. هاتان الحقيقتان، الاستقلال عن تفاعل النيوترينو ونماذج استجابة الكاشف، ستمكنان من تقليل الخطأ المنهجي في تحليل التذبذب. تتمثل المزايا الإضافية لمثل هذا التصميم للكاشف في إمكانية البحث عن أنماط [[تذبذب النيوترينو|تذبذب]] [[نيوترينو خامل|عقيمة]] لزوايا مختلفة خارج المحور والحصول على عينة أنظف من تفاعل [[إلكترون نيوترينو|نيوترينو الإلكترون]] ، والتي يكون جزءها أكبر بالنسبة للزاوية الأكبر خارج المحور. <ref name="1805.04163" /> {{صفحات مرجع|47–50}}<ref>{{استشهاد بأرخايف|أرخايف=1412.3086|صنف=physics.ins-det|مؤلف=nuPRISM Collaboration|عنوان=Letter of Intent to Construct a nuPRISM Detector in the J-PARC Neutrino Beamline|تاريخ=13 December 2014}}</ref> <ref>{{استشهاد ويب|عنوان=Proposal for the NuPRISM Experiment in the J-PARC Neutrino Beamline|مسار=https://j-parc.jp/researcher/Hadron/en/pac_1607/pdf/P61_2016-17.pdf|تاريخ الوصول=1 April 2020|تاريخ=7 July 2016|مؤلف=nuPRISM Collaboration|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20201202213200/https://j-parc.jp/researcher/Hadron/en/pac_1607/pdf/P61_2016-17.pdf|تاريخ أرشيف=2 December 2020|حالة المسار=live}}</ref> <ref name="tua2023">{{استشهاد ويب|عنوان=The Hyper-Kamiokande Experiment: Status and Prospect|مسار= https://indico.cern.ch/event/1303630/contributions/5620874/|تاريخ الوصول=2024-02-08|صحيفة=The 17th International Workshop on Tau Lepton Physics (TAU2023)|تاريخ=2023-12-07|مؤلف=Umut Kose (on behalf of the Hyper-Kamiokande Collaboration)|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20240208144937/https://indico.cern.ch/event/1303630/contributions/5620874/|تاريخ أرشيف=2024-02-08}}</ref>

=== كاشف هايبر كاميوكاندي البعيد ===
[[ملف:Hyper-Kamiokande_scheme.png|تصغير|236x236بك| الشكل التخطيطي لكاشف مياه شيرينكوف هايبر كاميوكاندي.]]
سيتم بناء كاشف هايبر كاميوكاندي {{حول|650|m}} تحت قمة جبل نيجيوجو، على بعد {{حول|8|km}} جنوبًا من كاشف [[تجربة سوبر كاميوكاندي|Super-Kamiokande]] (SK) الموجود في منجم توشيبورا. سيكون كلا الكاشفين على نفس الزاوية خارج المحور (2.5 درجة) من مركز شعاع النيوترينو وعلى نفس المسافة ( {{حول|295|km}} ) من مكان إنتاج الشعاع مثل SK. <ref name="hk_det">{{استشهاد ويب|عنوان=Hyper-Kamiokande website: Hyper-Kamiokande Detector|مسار= https://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/hk/about/detector/|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20231027153310/https://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/hk/about/detector/|تاريخ أرشيف=2023-10-27}}</ref> <ref name="1805.04163" /> {{صفحات مرجع|35}}
[[ملف:HK_ID_PMT.jpg|وصلة=https://en.wikipedia.org/wiki/File:HK_ID_PMT.jpg|تصغير|نموذج أولي بأنابيب PMTs بقطر 50 سم من طراز R12860 للكاشف الذاخلي لهايبر-كاميوكاندي البعيد]]
{{multiple image
| align = left
| perrow = 2
| total_width = 330
| image3 = MPMT prototype for HK detector.png
| caption3 = نموذج الأجهزة المتعددة الوحدات لكاشف هايبر-كاميوكاندي الداخلي.
| image4 = HK mPMT scheme.jpg
| caption4 = رسم تخطيطي للأجهزة متعددة الوحدات لكاشف هايبر-كاميوكاندي.
| image5 = HK OD PMT.jpg
| caption5 = وحة PMT (Photomultiplier) بقطر 3 بوصة وألياف WLS (Wavelength-Shifting Fiber) لكاشف هايبر-كاميوكاندي الخارجي.
| image1 = 
}}

سيكون هايبر كاميوكاندي كاشف مياه تشيرينكوف ، أكبر بخمس مرات (258 كيلو طن من الماء) من كاشف SK. وسيكون خزانًا [[أسطوانة (هندسة)|أسطواني الشكل]] بقطر {{حول|68|m}} و ارتفاع {{حول|71|m}}. سيتم تقسيم حجم الخزان إلى الكاشف الداخلي (ID) والكاشف الخارجي (OD) عن طريق هيكل أسطواني غير نشط بعرض 60 سم، مع وضع حافته الخارجية على بعد متر واحد من الجدران العمودية ومسافة مترين من جدران الخزان الأفقية. سوف يقوم الهيكل بفصل ID عن OD بصريا، وسيحمل أنابيب مضاعفات ضوئية (PMT) موجهة إلى الداخل صوب الكاشف الداخلي ID، وإلى الخارج صوب الكاشف الخارجي OD. بالنسبة للكاشف الداخلي، سيكون هناك ما لا يقل عن 20000 أنبوب (PMT) بقطر 50 سنتمتر (20 بوصة) من النوع R12860 مصنع من طرف [[هاماماتسو الضوئيات|Hamamatsu Photonics]] وحوالي 800 وحدة متعددة الأنابيب (mPMTs). تتكون كل وحدة mPMT من تسعة عشر أنبوب مضاعف ضوئي قطره 7.6 سنتمتر (3 بوصات) مغلفة في وعاء مقاوم للماء. سيتم تجهيز OD بما لا يقل عن 3600 أنبوب مضاعف ضوئي ذو قطر {{حول|7.6|cm}} مقترنة بألواح تحويل الطول الموجي (WLS) مقاس 0.6x30x30 <sup>سم مكعل</sup> (سوف تجمع اللوحة الفوتونات وتنقلها إلى PMT) وستكون بمثابة وسيلة نقض <ref group="note">Veto is part of a detector where no activity should be registered to accept an event. Such requirement allows constraining the number of background events in a selected sample.</ref> لتمييز التفاعلات التي تحدث في الداخل عن الجسيمات الداخلة من خارج الكاشف (بشكل رئيسي ميونات [[أشعة كونية|الأشعة الكونية]] ). <ref name="hk_det" /> <ref name="hk_photo">{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=Photodetection and electronic system for the Hyper-Kamiokande Water Cherenkov detectors|صحيفة=Nucl. Instrum. Meth. A|مسار= https://inspirehep.net/literature/2675891|مؤلف=Jan Kisiel (Silesia U.) for the Hyper-Kamiokande collaboration|تاريخ=Jun 28, 2023|المجلد=1055|صفحات=168482|بيب_كود=2023NIMPA105568482K|دوي=10.1016/j.nima.2023.168482|doi-access=free|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20231027153427/https://inspirehep.net/literature/2675891|تاريخ أرشيف=2023-10-27}}</ref> <ref name="tua2023" />
[[ملف:J-PARC_neutrino_beam_Japan_to_Korea.png|تصغير| J-PARC شعاع النيوترينو من اليابان إلى كوريا]]
بدأ بناء كاشف هايبر كاميوكاندي في عام 2020 ومن المتوقع أن يبدأ جمع البيانات في عام 2027. <ref name="1805.04163" /> <ref name="hkapproved" /> <ref name="panic2021" /> {{صفحات مرجع|24}}ومن المعتقد أيضًا بناء خزان مياه شيرينكوف مماثل في [[كوريا الجنوبية]] على بعد 1100&nbsp;كيلومترًا من J-PARC، والذي سيكون جاهزًا للعمل بعد 6 سنوات من الخزان الأول. <ref name="hk_lodovico">{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=The Hyper-Kamiokande Experiment|صحيفة=J. Phys. Conf. Ser.|مسار= https://inspirehep.net/literature/1625581|مؤلف=Francesca Di Lodovico (Queen Mary, U. of London) for the Hyper-Kamiokande collaboration|تاريخ=Sep 20, 2017|المجلد=888|صفحات=012020|بيب_كود=2017JPhCS.888a2020D|دوي=10.1088/1742-6596/888/1/012020|doi-access=free|العدد=1|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20231027154957/https://inspirehep.net/literature/1625581|تاريخ أرشيف=2023-10-27}}</ref>

== التاريخ والجدول الزمني ==
[[ملف:Hyper-Kamiokande_detector_construction_schedule.png|تصغير| الجدول الزمني لبناء كاشف Hyper-Kamiokande]]

* شتنبر 1999: تقديم الأفكار الأولى <ref>{{استشهاد بمنشورات مؤتمر|مؤلف=Shiozawa|الأول=M.|تاريخ=23–25 September 1999|عنوان=Study of 1-Megaton water Cherenkov detectors for the future proton decay search|عنوان المؤتمر=International Workshop on Next Generation Nucleon Decay and Neutrino Detector (NNN99)|مكان=Stony Brook, NY, United States|دوي=10.1063/1.1361719}}</ref>
* 2000: استخدام اسم هايبر كاميوكاندي "Hyper-Kamiokande" لأول مرة <ref>{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=HYPER-KAMIOKANDE: A next generation water Cherenkov detector for a nucleon decay experiment|صحيفة=Part of Neutrino Oscillations and Their Origin. Proceedings, 1st Workshop, Fujiyoshida, Japan, February 11–13|مسار= https://inspirehep.net/literature/550304|مؤلف=Nakamura|الأول=K.|سنة=2000|صفحات=359–363|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20231212061732/https://inspirehep.net/literature/550304|تاريخ أرشيف=2023-12-12}}</ref>
* شتنبر 2011: تقديم [[خطاب نوايا|خطاب النوايا]] <ref>{{استشهاد بأرخايف|أرخايف=1109.3262|صنف=hep-ex|مؤلف=K. Abe|مؤلف2=T. Abe|عنوان=Letter of Intent: The Hyper-Kamiokande Experiment --- Detector Design and Physics Potential ---|تاريخ=15 September 2011|مؤلف3=H Aihara|مؤلف4=Y. Fukuda|مؤلف5=Y. Hayato|إظهار المؤلفين=1}}</ref>
* يناير 2015: توقيع [[مذكرة تفاهم]] للتعاون في مشروع Hyper-Kamiokande من قبل المؤسستين المضيفتين: ICR و [[كيك (منظمة بحثية)|KEK]] . تشكيل التعاون الأولي لـ Hyper-Kamiokande <ref>{{استشهاد ويب|عنوان=Hyper-Kamiokande website: The Inaugural Symposium of the Hyper-K Proto-Collaboration|مسار= https://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/hk/news/detail/449|مكان=Kashiwa, Japan|تاريخ=February 5, 2015|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20231101131547/https://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/hk/news/detail/449|تاريخ أرشيف=2023-11-01}}</ref> <ref>{{استشهاد بخبر|تاريخ=9 April 2015|عنوان=Proto-collaboration formed to promote Hyper-Kamiokande|ناشر=CERN Courier|مسار= https://cerncourier.com/a/proto-collaboration-formed-to-promote-hyper-kamiokande/|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20231031155620/https://cerncourier.com/a/proto-collaboration-formed-to-promote-hyper-kamiokande/|تاريخ أرشيف=2023-10-31}}</ref>
* ماي 2018: تقرير تصميم Hyper-Kamiokande <ref name="1805.04163" />
* يونيو 2020: تأسيس تعاون Hyper-Kamiokande
* شتنبر 2018: تخصيص التمويل الأولي من [[مونبوشو|MEXT]] في عام 2019 <ref>{{استشهاد بخبر|تاريخ=28 September 2018|عنوان=Hyper-Kamiokande construction to start in 2020|ناشر=CERN Courier|مسار= https://cerncourier.com/a/hyper-kamiokande-construction-to-start-in-2020/|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20231207210544/https://cerncourier.com/a/hyper-kamiokande-construction-to-start-in-2020/|تاريخ أرشيف=2023-12-07}}</ref>
* فبراير 2020: تمت الموافقة على المشروع رسميًا من قبل [[برلمان اليابان|البرلمان الياباني]] <ref name="hkapproved" />
* ماي 2021: بدء حفر نفق الوصول إلى كاشف هايبر كاميوكاندي <ref>{{استشهاد بخبر|تاريخ=28 May 2021|عنوان=Groundbreaking ceremony for Hyper-Kamiokande held in Hida, Japan|ناشر=The University of Tokyo|مسار= https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/articles/z0208_00113.html|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20231027154321/https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/articles/z0208_00113.html|تاريخ أرشيف=2023-10-27}}</ref>
* 2021: بداية الإنتاج الضخم [[صمام تضخيم ضوئي|لأنابيب مضاعفات الفتونات]] <ref>{{استشهاد بكتاب|مؤلف=Itow, on behalf of the Hyper-Kamiokande Collaboration|الأول=Y.|عنوان=Proceedings of 37th International Cosmic Ray Conference — PoS(ICRC2021)|ناشر=Proceedings of Science|سنة=2021|صفحة=1192|الفصل=Construction status and prospects of the Hyper-Kamiokande project|s2cid=199687331|دوي=10.22323/1.395.1192|doi-access=free}}</ref>
* فبراير 2022: الانتهاء من إنشاء نفق الوصول <ref>{{استشهاد ويب|عنوان=The excavation of the access tunnel has been completed.|مسار= http://www.hyper-k.org/en/news/news-20220302.html|تاريخ الوصول=14 April 2022|صحيفة=Hyper-Kamiokande--latest news|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20231027155534/http://www.hyper-k.org/en/news/news-20220302.html|تاريخ أرشيف=2023-10-27}}</ref>
* أكتوبر 2023: الانتهاء من قسم قبة الكهف الرئيسي لكاشف HK <ref>{{استشهاد ويب|عنوان=Hyper-Kamiokande website: Completion of the main cavern dome section of the Hyper-Kamiokande experiment|مسار= https://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/news/detail/738|تاريخ=11 October 2023|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20231209044054/https://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/news/detail/738|تاريخ أرشيف=2023-12-09}}</ref>
* 2027: البداية المتوقعة لجمع البيانات <ref name="hkapproved" />

== أنظر أيضا ==

* [[تجربة سوبر كاميوكاندي|سوبر كاميوكاندي]]
* تجربة T2K
* [[تجربة النيوترينو العميقة تحت الأرض]]

== ملحوظات ==

<references group="note"/>

== مراجع ==

{{مراجع}}
{{روابط شقيقة}}
{{شريط بوابات|الفيزياء|اليابان|علم الفلك}}

== روابط خارجية ==

* [https://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/hk/ موقع هايبر كاميوكاندي]

[[تصنيف:مراصد فلكية في اليابان]]
[[تصنيف:مراصد النيوترينو]]