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Super-Kamiokande, o Super-K, es un observatorio de neutrinos localizado en Japón. El observatorio fue diseñado para estudiar los neutrinos solares y atmosféricos, y para detectar el decaimiento de protones y neutrinos provenientes de supernovas en cualquier parte de nuestra galaxia.
El Super-K está localizado a 1000 m bajo tierra en la mina de Mozumi, propiedad de la compañía Kamioka Mining and Smelting Co. en la ciudad de Hida (antiguamente conocida como Kamioka), en Gifu, Japón. El mismo consiste de 50.000 toneladas de agua pura rodeadas por cerca de 11.000 tubos fotomultiplicadores. La estructura cilíndrica tiene 40 m de alto y 40 m de ancho.
La interacción de un neutrino con los electrones o los núcleos de agua puede producir una partícula que se mueve más rápido que la velocidad de la luz en el agua (aunque, claro está, más lentamente que la velocidad de la luz en el vacío). Esto crea un cono de luz a causa de la radiación de Cherenkov, el equivalente óptico de una barrera del sonido. El patrón característico de este destello provee información sobre la dirección y, en el caso de los neutrinos atmosféricos, la clase de neutrino que llega. La diferencia en el tiempo que se experimenta entre la llegada a la pared del detector de la parte superior del cono y la inferior puede usarse para calcular la dirección en la que se aproxima la partícula; cuanto más grande sea la diferencia, mayor será el ángulo de la horizontal de la trayectoria de la partícula. El tipo de partícula puede inferirse dependiendo de la nitidez del borde del cono. Un muon penetra fácilmente, tal que raramente interactúa con el agua, por lo que produce un cono bien definido. Un electrón regularmente interactuará, causando lluvias de partículas adicionales y, por ello, se detectará un cono más borroso.