Существует несколько методов регистрации астрофизических нейтрино. Основными являются радиохимический, сцинтилляционный, черенковский, а также эффект Аскарьяна.
Borexino – подземный детектор, расположенный в национальной лаборатории Гран-Сассо в Италии. Его рабочий объем заполнен жидким органическим сцинтиллятором. Электронные нейтрино упруго рассеиваются на электронах, передавая им часть энергии, а движение электронов в сцинтилляторе приводит к излучению фотонов, которые можно зарегистрировать. Взаимодействие антинейтрино с протонами в ядрах может привести к обратному бета-распаду и рождению позитрона, который также регистрируется сцинтилляционным детектором. Есть и другие способы регистрации быстро движущихся заряженных частиц, которые применяются в различных нейтринных детекторах.
В детекторе Super-Kamiokande рабочим телом является вода, заполняющая огромную цистерну. Рассеиваясь на электронах, нейтрино передает им энергию, а электроны, двигаясь быстрее скорости света в воде, испускают черенковское излучение, которое регистрируется фотоумножителями, покрывающими стенки цистерны. По черенковскому излучению Super-Kamiokande может регистрировать и мюоны, порожденные взаимодействием мюонных нейтрино с веществом Земли (кстати, за открытие мюонных нейтрино в свое время также была присуждена Нобелевская премия). Это важно, например, для регистрации так называемых атмосферных нейтрино, возникающих при взаимодействии частиц космических лучей с нашей воздушной оболочкой, и изучения нейтринных осцилляций.
Super-Kamiokande может установить и направление прихода нейтрино, что дает возможность точно определить, что их источник – Солнце (источником мог бы быть и какой-то другой объект, например вспышка сверхновой в нашей Галактике или какие-то другие источники).
Правда, пока единственным (кроме Солнца) зарегистрированным астрофизическим источником нейтрино стала сверхновая SN 1987A, вспыхнувшая в 1987 г. в Большом Магеллановом Облаке. Несколько нейтрино от этого события были зарегистрированы с помощью установок Kamiokande II («Камиоканде II», предшественник Super-Kamiokande), другого водного черенковского детектора IMB (Irvine Michigan Brookhaven, США) и детектора SAGE (Soviet-American Gallium Experiment, Советско-американский эксперимент с галлием) Баксанской нейтринной обсерватории на Северном Кавказе (также на несколько часов раньше сработал сцинтилляционный детектор под Монбланом, однако до сих пор продолжаются дискуссии о природе этого «лишнего» нейтринного всплеска).