日本在地下存了五万吨水，究竟是为何？

这是一个超级探测器，为了捕捉“中微子”的痕迹（幽灵粒子），日本科学家在一个矿山底下一千米的深处，建造可储存五万吨超纯水的超大不锈钢桶，里面包含上万个光电倍增管。

这可不是一般的水，这可能是我们普通人一辈子都接触不到的超纯水，一个地下1000米深，高约41.4米直径39.3米的不锈钢圆桶，桶壁全部是密密麻麻的金色圆球（光电倍增管），装着五万吨超纯水！

这是一个超级探测器，为了捕捉时空里面中微子留下的痕迹。

超纯水，顾名思义就是纯到除了水，没有任何东西不掺杂任何物质，没有溶解的离子，甚至连溶解的空气都没有,只是如此纯度的水，在自然界根本就是不存在，所以只能通过科技手段来制作超纯水；

它没有导电性，每㎝电阻率达到18兆欧姆，是一种很好的电解质。

纯净水和超纯水有什么区别？

纯净水和超纯水，只是一个字的差别，

但是其中的区别可大了去。

纯净水一般通过离子交换器法，反渗透法，蒸馏法等适当的加工方法制取，不会添加任何添加剂，无色无味可以直接饮用。

超纯水是在纯净水的基础上，进一步将水中的导电介质几乎全部去除，水中不能溶解的物质、气体、以及有机物都去除；

它们之间的区别就是电导率不同，超纯水的导电率要比纯净水低很多，制造难度也不相同。

而超纯水是通过公氧化等一系列复杂的技术制成，超纯水除了水，里面什么都没有。所以，即便是犹如幽灵一样的中微子经过超纯水时也可能会留下痕迹，为了能找到中微子，世界上再找不到更好的物质可以代替超纯水。

因为这装置并不是一个普通的容器，而是一个用来探测中微子的超级探测器。

中微子是宇宙中数量最多的粒子之一，中微子也是一种质量非常轻的粒子，地球对于中微子来说，就像是透明一样,无时无刻都有许多的中微子在地球穿过；当然，中微子无时无刻在穿透的也包括我们人类身体，但他们并不会跟地球上的物体产生互动。

也不会受到守恒定律、地球引力或宇宙尘埃的影响。

守恒定律是指在自然界中某种物理量的值恒定不变的规律；简单的讲，不管是什么东西，它的量，不论发生什么事，都不会变，不同形式的能量之间可以相互转化：

在我们的世界，不论你用什么方法产生的能量，都在我们这个时空里面，只是展现的方法不同，但中微子则不同，中微子来无踪去无影，不产生能量但却能带走能量，使人们无法找到消失能量的去向。

中微子是世界上数量最庞大的粒子之一，它的产生源来自太阳、地球或者我们人类，但我们却很难发现中微子的存在，空气每立方厘米就有三百个中微子，我们每一个人，每天会发射出约三亿四千万颗中微子。

致力探测中微子，其在我们整个的物理学当中起着非常重要的作用，在构成我们物质世界的12个最基本的例子当中，中微子占了其中的三种,所以说中微子是构成我们物质世界最基本的单元，这才是人类一直将研究中微子，当做重要的目标去发现它。

人们技术能力很难察觉中微子的存在，因此，中微子就被称为宇宙中的隐形者；

我们国内科学家比喻为幽灵粒子。

当然也存在特殊性，一旦中微子与原子核撞到一起，就会释放出氢离子，而这些氢离子就会产生契伦科夫辐射，即使光时没有介质中的运动速度快,但会释放出的一种电磁辐射，会发出闪耀的蓝色辉光，这就是契伦科夫辐射。

超级探测器建在1000多米深的地下，基本上就与宇宙射线，以及人类的活动干扰隔绝,更何况超纯水里面没有杂质，也就不会影响到契伦科夫光的形成，那满墙的金色圆球就是上万个光电倍增管，它们能够将光信号放大1亿倍，即使我们人类无法分辨，非常微弱光芒通过光电倍增管也能看到。

中微子的发现来自19世纪末20世纪初对放射性的研究。研究者发现，在量子世界中，能量的吸收和发射是不连续的。不仅原子的光谱是不连续的，而且原子核中放出的阿尔法射线和伽马射线也是不连续的。

核实验过程发现能量凭空消失了一些，怎么也找不到去哪里了？物理学上著名的哥本哈根学派领袖尼尔斯·玻尔据此认为，这是β衰变过程中能量守恒定律失效。

1930年，奥地利物理学家泡利提出了一个假说，认为在β衰变过程中，除了电子之外，同时还有一种静止质量为零、电中性、与光子有所不同的新粒子放射出去，带走了另一部分能量，因此出现了能量亏损。

1931年春，国际核物理会议在罗马召开，与会者中有海森堡、泡利、居里夫人等，泡利在会上提出了这一理论。当时泡利将这种粒子命名为“中微子”，最初他以为这种粒子原来就存在于原子核中。

其实我们中国的科学家王淦昌，是我国的两弹元勋,他在1941年时就提出探测中微子的一个间接测量办法,但是由于条件局限，计划最终搁浅。

我们国家最著名的物理科学家王贻芳院士（国内赠予幽灵粒子的捕捉者称号）；↓

在继大亚湾中微子探测实验研究后的江门，已建设完成的中微子探测器，以中微子的震荡参数去研究天体中超行星中微子、太阳中微子、地球中微子质量顺序的精确测量正在有序进行。

日本正在酝酿一个比目前五万吨超纯水中微子探测器还巨大很多倍的顶级神岗计划，总投入6亿美元，由加拿大、英国与日本共同负责。

“超级神冈”提供了中微子振荡的首个确凿证据，其观测到子中微子转变为子中微子的现象，并显示其具有质量，“顶级神冈”是日本现有“超级神冈”中微子探测器 的“继任者”，

据悉“顶级神冈”总费用约6亿美元

日本将提供75%左右，其余资金将由英国和加拿大等支付，“顶级神冈”建成后将成为迄今最大的中微子探测器，科学家希望这项实验 能够带来革命性的发现。

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日本在地下存了五万吨水，究竟是为何？

日本在地球存储的5万吨水其实是为探测中微子服务的，这些毫无杂质的纯水属于超级神冈探测器的一部分

中微子是一种极难被捕捉到的粒子，不带电的它可以轻松穿过宇宙中的物质，并且几乎不留下痕迹，每秒种都有数千亿上万亿中微子穿过人体，但人是绝对感觉不到的，而寻找到中微子最好的手段就是借助类似“超级神冈”这样的探测器。

中微子虽然速度快而且质量小，但它在穿越纯水时会留下微弱的痕迹，这种被称为契忍可夫辐射的现象就是寻找中微子的诀窍，纯水越多这种辐射就会越明显，这就是为什么日本在近千米的矿井深处藏水的真相。

事实上这五万吨纯水也比较争气，1987年2月的神冈探测器和美国的中微子探测器一起接收到了新星1987A爆发时产生的中微子，这也是首次探测到的太阳系外中微子，90年代时又投资1亿美元把神冈升级为“超级神冈”，五万吨纯水就是这时候加进去的，1998年领导超级神冈探测器的日本科学家小柴昌俊首次确认了中微子震荡现象，于2002年获得了诺贝尔物理学奖。

不只是日本，我国在大亚湾也同样拥有中微子探测装置，主要目标是探测临近的大亚湾核电站进行核反应时产生的中微子，其主体部分也被包裹在纯水中。

日本在地下存了五万吨水，究竟是为何？

其实这个装置叫超级神岗探测器，重要是用于探测中微子的，和我国的大亚湾探测一样。

探测中微子一定要用100%的纯水，任何杂质都不能有。

中微子被称之为宇宙的隐身者，因为它不带电，所以不会与物质发生电磁相互作用。这也导致中微子可以轻易穿透地球。

当然，中微子也可以轻易穿透水，那为什么探测中微子还需要纯水呢？

这是由于中微子在穿透纯水的时候会留下痕迹，也就是契忍可夫辐射。并会留下蓝色的辉光。

如果纯水的体积越大，那么留下的契忍可夫辐射就越明显。就更易研究中微子的规律。

日本的神岗探测器在一个神达1000米的矿井中。

其设备的高度有41米，长度39米。理论上可以装满5万吨的纯水。只要研究太阳发出中微子，以及质子衰变效应。

日本后续计划用该实验装置研究超新星爆发，依旧更多宇宙中微子。

这就要求该装置升级，后续日本政府打算在两年后在此基础上建立更加巨型的探测器。

当然神岗探测器已经为日本人囊收了一次诺奖。也就是证实了中微子在反应堆中的震荡。该项目领军科学家小蔡昌俊也因此获得2002年诺贝尔物理学奖。

日本在地下存了五万吨水，究竟是为何？

这个问题先说答案，日本这五万吨水是为了做物理实验，探测并捕获中微子的，项目名称“超级神冈”，下面有说一下为何需要这五万吨纯净水。

太阳、地球、核反应堆、超新星爆发、宇宙诞生的大爆炸等都产生大量的中微子。它们以接近光速飞行。据物理理论，每一秒钟，穿过一个人身体，有1000万亿个宇宙中微子。因为中微子几乎不与物质发生反应，发生反应的概率很小，因此需要建造庞大的探测器来“捕捉”它，”超级神冈“就是在这样的背景诞生的。

超级神岗源于神冈实验，神冈实验采用了3千吨纯净水和1千个极其灵敏、能够探测到单个光子的光电倍增管。实验初衷是为了寻找质子衰变，但却有意外收获，发现大气中微子反常，物理理论用中微子振荡解释大气中微子反常。科学理论需要实证，因此日本政府批准了“超级神冈”项目，采用了5万吨纯净水，13000个光电倍增管，这就是5万吨水的由来。当然超级神冈也不负众望，测到了足够的大气中微子，最终证实了中微子振荡理论。

5万吨纯净水要求超级纯，非常难得，但加拿大在一个地下2100米的镍矿中建造了萨德伯里实验用昂贵的重水来替代，从核电公司借了1千吨、价值约100亿人民币的重水，这也是很豪的。

各个有实力的国家也纷纷加入中微子探测器行列，，美国采用1-4万吨液氩探测器的加速器实验，印度采用5万吨铁的INO实验，韩国1.8万吨液闪实验，美国在南极的PINGU实验，法国在地中海的ORCA实验等。

中国有采用2万吨液闪探测器的江门中微子实验，建于广东江门开平市金鸡镇、赤水镇一带的打石山，打石山正好位于距阳江和台山反应堆等距的53公里处，符合位于距反应堆约60公里的要求，因为这个位置来自反应堆的中微子在此处振荡效应最明显。

当然作为中微子探测器的旗舰，“超级神冈”也是要升级的，采用了100万吨纯净水，变身为“超超级神冈实验”，是不是发现5万吨水也是小巫见大巫了！

针对题目本身语境，我多说一点题外话，日本在科学技术的许多方面是有领先独到之处，作为邻居的我们要客观看待，不要过分的吹嘘和自卑，随着国家经济实力提升，我们要相信在科学技术领域，中国也会有越来多旗舰项目诞生的。

科学视野，不同解读，感谢大家阅读！

日本在地下存了五万吨水，究竟是为何？

日本的确在地下深达1000米的废弃矿坑中存了5万吨水，这些水还是高度纯净的水，是超级神冈中微子探测项目的组成部分，为探测神秘的中微子而建造。

中微子是基本粒子的一种，由于体积质量十分微小，与其它物质的作用就不很明显，因此有极强的穿透力，可以自由地穿越人体、建筑，甚至可以穿透整个地球，很少一部分会和其它物质粒子相互作用，观测中微子有助于研究恒星的演化和活动特点，也由于其和其它物质的作用不是很明显，很难被捕捉观测。还因为地面上有大量的宇宙辐射，探测中微子就要屏蔽宇宙射线流，只有深埋于底下的探测器才可以更好地捕捉。因此现代世界上建造的大型中微子探测器都位于地下，我国也已经在设计相应的设施，最终也是要建设在地下的。

题主说的日本在地下储存了5万吨水，就是日本超级神冈中微子探测项目的组成部分，该实验是日本东京大学在岐阜县飞驒市神冈町的茂住矿山一个深达1000米的废弃砷矿中建造的大型中微子探测器。其目标是探测质子衰变以及被设计来寻找太阳、地球大气的中微子，并观测银河系内超新星爆发。这5万吨水是高度纯净的水，当中微子通过这个水槽时，由于水中氢原子核的数目极其巨大，两者发生撞击的几率相当高。碰撞发生时产生的光子被周围的光电倍增管捕获、放大，并通过转换器变成数字信号送入计算机，供科学家们分析。

目前世界上的中微子探测器基本都是建造在地下，或者在南极钻探冰层将探测器置于冰层下，目前已经深入冰层下2.5公里，我国预计要建设包括一个2万吨的水箱的中微子探测器，这些设施虽然大，但是建造价格却比较低。

日本在地下存了五万吨水，究竟是为何？

题目中说的应该是日本的超级神冈探测器（内部装有五万吨水），这个科学装置因探测中微子以及证实了著名的中微子振荡而出名。

可能有些朋友感到疑惑，为什么探测中微子的装置需要用到五万吨超纯水呢？

中微子探测，听上去是多么的高大上，而且中微子几乎不与物质发生反应（仅参与弱相互作用和引力相互作用），光用水就能生效了？

还真是这样，原理就是利用中微子与水的相互作用，产生的次级粒子（电子）运动速度超过了水中的光速，由此产生切伦科夫辐射（散发出蓝色光芒被内部的光电倍增管探测）。当然了，探测中微子的办法并不是只有这一种，这里就不多举例了。

所以说，这五万吨水完全是科学研究所用，并没有什么其它含义。