在全球大缺水的背景下，日本卻在一個廢棄礦山的地下?lián)碛形迦f噸水的儲量，而且這五萬噸水并不是海水，而是珍貴的淡水。日本人儲存這么多水在地下是否別有用心，還是說有什么不可告人的目的。
超級神岡探測器
五萬噸水位于日本茂住礦山的地下一千米處，它有一個特別的名字叫作超級神岡探測器。這些水并不是以人們常見的儲存水的方式儲存在地上的，比如一個大水池，或者放在很多個水桶里，而是用一個高41米、直徑39米的不銹鋼圓柱容器裝著的。
之所以叫探測器，是因為這個儲存水的地方并不是為了某個特殊時刻存水，而是為了探測，水箱的外部全部都是探測器，共有11200個光電倍增管，用于探測中微子，探測是通過觀察中微子與水中的氫原子氧原子的相互作用過程而完成的。
探測器1983年建成，剛建成時名為“神岡核子衰變實驗”，這個設(shè)施的存在目的就是探測粒子物理學(xué)中的一個基本問題，即質(zhì)子衰變。質(zhì)子衰變可以用來解答物理學(xué)中的一個難題，為何宇宙中的物質(zhì)比反物質(zhì)多？
這個失衡的情況需要人類通過觀測才能解答，而神岡核子衰變實驗最初就是為了解答這個難題而建成的。后來探測器開始進(jìn)行擴(kuò)建，提高了其靈敏度，投入使用后，1987年，它發(fā)現(xiàn)了大麥哲倫云中超新星1987A爆發(fā)時產(chǎn)生的中微子。
探測器觀測中微子
生命體、物質(zhì)、水、空氣和宇宙的一切，可以說都是由基本粒子構(gòu)成的�；玖Ｗ拥亩x就像是最小分?jǐn)?shù)一樣，無法再次被分解了，而中微子就是基本粒子的其中之一。中微子有幾個來源，首先是宇宙誕生的時候產(chǎn)生了大量的中微子。
因此中微子廣泛存在于太陽和星星的內(nèi)部。其次，當(dāng)一顆大質(zhì)量恒星崩塌的時候，也會產(chǎn)生大量的中微子。再次，宇宙射線射向地球的時候會先接觸到大氣層，接觸過程中也會產(chǎn)生中微子。
最后，地球內(nèi)部、核電廠的核反應(yīng)堆、加速器等等也會產(chǎn)生中微子。中微子幾乎是無處不在的，每秒都有數(shù)百萬億個中微子來自太陽，然后穿過人類世界，穿過人類的身體，它們是非常微小的基本粒子，甚至是人類體積的百分萬之一。
宇宙的誕生和發(fā)展過程中有很多謎團(tuán)，其中最大的謎團(tuán)之一就是理論上講，通過與“反物質(zhì)”的雙重湮滅，宇宙應(yīng)該已經(jīng)變成了“無物質(zhì)宇宙”，但事實是人類和眾多星球卻仍存在于宇宙中。中微子很可能就是解密的關(guān)鍵。
超級神岡探測器的運(yùn)作原理
超級神岡探測器用一個巨大的水箱，和一萬多個光電倍增管進(jìn)行觀測研究。首先，它的實驗的目的之一是通過對太陽中微子、大氣中微子和人造中微子的觀測來闡明中微子的性質(zhì)。1998年，探測器發(fā)現(xiàn)了中微子飛行過程中發(fā)生的中微子振蕩。
2001年，通過觀測太陽中微子，探測器又發(fā)現(xiàn)了太陽中微子振蕩。2011年，探測器還發(fā)現(xiàn)了人造中微子的第三種中微子振蕩模式。闡明中微子的特性將幫助人類揭開早期宇宙中物質(zhì)是如何產(chǎn)生的謎團(tuán)。
其次，當(dāng)中微子噴射出的帶電粒子傳播速度極高，在水中的傳播速度甚至能夠超過光速時，就會發(fā)出切倫科夫光。這種現(xiàn)象可以簡單理解為水鳥在水面上快速行進(jìn)時產(chǎn)生的水波。光電倍增管提供有關(guān)接收到的光量和接收時間的信息。
基于它們，帶電粒子的能量、行進(jìn)方向、位置和粒子類型可以被確定。最后，之所以5萬噸水組成的探測器要在地下工作，主要是因為地球不斷受到來自太空宇宙射線的轟擊，而當(dāng)宇宙射線與地球大氣層碰撞時，會產(chǎn)生介子、電子和中微子等粒子。
這些粒子被稱為二次宇宙射線，鉆入地下后，許多具有研究價值的介子會失去能量并停留在土壤中。而覆蓋探測器的山脈就像是一把遮雨傘，阻擋了干擾中微子觀測的宇宙射線，宇宙射線即使想要穿透山脈，也會不斷衰減。
因為中微子可以穿過任何東西，又在極少數(shù)的情況下才可以與物質(zhì)相互作用，因此盡管大量中微子從太空中落下，但對它們的觀察是非常困難非常難實現(xiàn)的。而它們在超級神岡探測大型水箱中可以相互作用，幫助人類更加方便地觀察它們。
