東京大學宇宙射線研究所等組成的實驗團隊日前宣佈，爲了能在全球首次擷取宇宙初期的恆星爆炸釋放的基本粒子微中子，對觀測設施「超級神岡偵檢器（Super-Kamiokande）」（位於日本岐阜縣飛騨市）進行了改進，提高了其靈敏度。具體來說，是在水槽内的純水中加入了稀土釓。該成果有助於理解宇宙大爆炸現象，以及解開宇宙中形成各種元素的奧祕。
超級神岡偵檢器的内部（圖片由東京大學宇宙射線研究所神岡宇宙素粒子研究設施提供）
超級神岡偵檢器是位於地下一千米處的微中子觀測設施。在花粉內壁鋪滿感測器的巨大水槽中儲存了約5萬噸純水，於1996年開始進行觀測。
大質量恆星會在其一生的終點會發生名爲「超新星爆炸」的爆炸現象。其能量大部分作爲微中子釋放出來，要想查清爆炸的機制，就要反復觀測微中子。另外，目前的宇宙中存在的相對比較重的元素被認爲是透過超新星爆炸形成的，要想查清這一點也必須觀測微中子。
超級神岡偵檢器的上一代設施「神岡偵檢器（Kamiokande）」在1987年於全球首次觀測到來自超新星爆炸的微中子，主導建設的東京大學特別榮譽教授小柴昌俊也獲得了2002年的諾貝爾物理可用能學獎。但這是迄今爲止唯一一次觀測到的超新星爆炸，發生在離地球約16萬光年的距離。爆炸自宇宙誕生之初就一直在發生，但以往的神岡偵檢器的性能不足以擷取遙遠宇宙中的微弱微中子，無法與其他現象區分開來。
超新星爆炸釋放的微中子的觀測概念圖。上部的圓筒表示超級神岡偵檢器（圖片由東京大學宇宙射線研究所神岡宇宙素粒子研究設施提供）
因此，實驗團隊決定利用釓來提高靈敏度。微中子進進水槽内會產生正電子並發光，釓可以擷取此時形成的中介子並再次發光。透過對其觀測，能確定是否是超新星的微中子。
實驗團隊8月21日宣佈，已於8月17日完成添加釓的作業。此次釓的濃度爲0.01％，可以擷取50％的中介子。實驗團隊計劃花費數年時間進一步提高濃度，透過7～8年的觀測，於全球首次擷取宇宙初期的超新星爆炸產生的微中子。
利用釓的觀測概念圖（圖片由東京大學宇宙射線研究所神岡宇宙素粒子研究設施提供）
線上舉行發佈會的實驗團隊代表——東京大學教授中畑雅行表示：「超級神岡偵檢器由此獲得了新生。我們身邊的物質是何時誕生的，又爲何會誕生？希望能透過它徹底理解超新星及其根源。」
超級神岡偵檢器實驗是由日美歐等10個國家約40家機構的約180名研究人員共同推進的國際聯合研究設施，已經取得一定的成果。榮獲東京大學卓越教授稱號的梶田隆章（宇宙射線研究所所長）1998年發現微中子有質量，並因此獲得了2015年的諾貝爾物理可用能學獎。
日文：JST Science Portal 編輯部
中文：JST 客觀日本編輯部
