報道陣に公開されたスーパーカミオカンデ内部。たくさんの光電子増倍管が並ぶ=2006年4月7日、岐阜県飛騨市(山田哲司撮影)【拡大】
スーパーカミオカンデには、あらゆる方向からニュートリノが飛んでくるが、真上から来るものは、大気中で生まれてから10~20キロの短い距離しか飛行していないので、変身しない。一方、地球を貫通して真下から来るものは、地球の直径(約1万2800キロ)に相当する長距離を飛んでいるので、変身して数が減っているはずだ。
予想は的中した。観測の結果、真下から来たミュー型ニュートリノの数は、真上からと比べて半分しかなく、タウ型への変身が起きた場合の理論値と一致。振動現象の存在は99.9999999999%以上の確率で間違いないことを98年に突き止めた。これによりニュートリノが質量を持つことは揺るぎないもとのなり、物理学の歴史に残る大発見となった。
振動現象はその後、茨城県の研究施設からスーパーカミオカンデに人工的なニュートリノを飛ばす実験など、国内外で研究が続いている。タウ型への変身だけでなく、ミュー型への変身も確認済みで、唯一残っていた電子型への変身も2013年、日本の研究チームによって発見された。