1996年,日本岐阜县飞驒市神冈町的抛弃矿山地下1000米处,一群日本科学家正往一个个巨型不锈钢罐里灌水。
这可不是一般自来水,而是比实验室蒸馏水还要纯洁数万倍的超纯水,这足足有五万吨,光制造本钱就够买好几架波音747。
这够不够古怪?更让人想不通的是,这批水在地下静悄悄躺了29年,至今仍在作业。日本人费这么大劲儿,到底在憋着干啥呢?
咱们平常喝的矿泉水、纯洁水,在科学家眼里都算脏水。真实的超纯水(Ultrapure water),那真是水里的“臻品”:除了H₂O,其他啥杂质都不许有!连一丁点儿尘埃、离子、乃至溶解的空气分子都不能混进去。
打个比如一般纯洁水的电阻率顶多0.1兆欧·厘米,超纯水呢?18.2兆欧·厘米!简略说便是纯到简直不导电,还能够清洗电路板。
造这种水,那叫一个烧钱!得用反渗透、离子交换、紫外线灭菌、超滤......一套流程下来,一升本钱就要1美元左右。五万吨啥概念?光制水就得烧掉4亿人民币!
更娇气的是贮存,怕热怕冷怕轰动,连呼吸都或许污染它。有必要恒温25℃,还得用特别不锈钢罐子密封。所以日本人爽性把它埋地下一千米,那儿冬暖夏凉,除作业人员的其他人底子别想进入。
花这么大价值,就为抓一种叫中微子的国际粒子。这家伙可谓国际隐形人,小到可疏忽、不带电、质量轻得不幸。
它简直不好任何物质反响,每秒有上万亿个中微子穿过你身体,你压根没感觉!它能轻松穿透整个地球,跟玩儿似的。
这么高冷的粒子,咋抓?科学家想破脑袋发现:当中微子撞上水分子时,有极低概率会发生切伦科夫辐射。简略说便是会闪出一道弱小的蓝光,就像超音速飞机打破音障时的亮光。
但一般水太脏,蓝光简略扰。只要超纯水纯洁得像太空,才能让这道光明晰传递。
日本科学家一算计:整!他们在神冈町的抛弃锌矿下1000米,建了个超大不锈钢罐:直径39.3米,高41.4米,内壁镶着11200个金色灯泡(其实是光电倍增管)。
1996年罐子竣工,五万吨超纯水渐渐注入,国际最大中微子探测器超级神冈正式倒闭。地下一千米的岩石挡住了其他国际射线搅扰,超纯水静静等着中微子上钩。
当中微子撞上水原子,发生的蓝光会被光电管捕捉扩大。听着简略?实际上跟买彩票似的,或许等好几天才中一次奖!但便是靠这笨办法,他们发现了大隐秘。
1998年,超级神冈初次发现太阳中微子会变脸(中微子振动),证明中微子有质量,直接把物理讲义给改了。担任人小柴昌俊2002年拿诺贝尔奖时慨叹:本来国际跟咱们捉迷藏呢!
梶田隆章用超级神冈的数据,准确算出了中微子振动参数,在2015年又摘下一座诺奖。一罐水换两座诺贝尔奖,这生意合算!
现在超级神冈还在干活,它曾捕捉到银河系外超新星的中微子,帮人类偷看太阳内部的核聚变。我国在这样的范畴也开始发力了,在广东江门地下700米建了江门中微子实验室,这场国际捉迷藏越来越热闹了。
日本人在地下一千米贮存了五万吨极致纯洁的水,就为了发现中微子的隐秘。为啥非要找这些看不见的粒子?科学家说得很浪漫,中微子诞生于恒星内部,带着国际最陈旧的隐秘。
它们穿越时空,就为在某刻撞上一滴水,向咱们传递国际的悄悄话。科学有时候便是这样:看似深埋地下,实则心向星斗。日本人深藏超纯水的隐秘解开了,这回知道咋回事了吧?



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