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这是日本神冈町的茂住矿山。

从远处你根本看不出什么,但是走近观察你却会发现,整座山的山体都被掏空,变成了一具山的空壳。

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进到里面则像是进了一个大型的工厂,无数工人都在井然有序开展着自己的工作。

更关键的是,这座山的山体被掏空后,里面还建造了一个巨型水池,内部储存了5万吨超纯水……

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这不禁让人感到匪夷所思,这到底是个什么样的“工厂”?

日本储存5万吨超纯水到底有何目的呢?

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什么是超纯水?

大川有必要先带大家了解下,什么是超纯水

我们平时喝的普通水,里面是含有大量矿物质和气体分子“杂质”的,如果对水进行蒸馏处理,普通水就会变成纯净度非常高的蒸馏水,里面的各种“杂质”会被大量除掉。

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不过即便是这样的水,却也还算不上超纯水,因为超纯水的纯净度,还要比这高得多。

衡量水的纯度的标准,是看水的电阻率,电阻率越小说明水里含有的“杂质”会更多,电阻率越高就说明水里的“杂质”越少,水就会越纯净。

超纯水的电阻率,通常能达到10MΩ*cm,如此高的电阻率就意味着,它是近乎完全绝缘的存在。

你泡在里面,即使有人往水里通入了一根电线,你也不会触电,就是这么离谱……

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而从超纯水的理论定义上来讲,这种水实际上就是,除了氢离子、氧离子,不含有其它任何杂质离子的水。

基于超纯水这样的特点,在诸多高精尖领域,也就离不开它的存在了。

日本之所以要储存5万吨超纯水,也正是为了一项庞大的高精尖的科研项目——超级神冈探测项目

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超级神冈探测项目

超级神冈探测项目,是一项宇宙级的探测项目。

因为这个科研项目的终极目标,是捕捉宇宙中的“幽灵粒子”,也就是中微子

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中微子之所以被称为“幽灵粒子”,原因在于中微子的体积非常小,并且它几乎没有任何质量。

因此在理论上,哪怕每秒钟有超过100万亿个中微子从你身体穿过,你也不会有任何感觉,因为中微子小到,几乎不会与你体内的组成分子、原子,产生任何撞击。

对它而言,你就像一副空壳子一样,就是这么夸张……

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虽然中微子的存在,不会对我们的身体造成“贯穿”伤害,但它的存在,却也着实让无数科学家犯愁,还是因为它太小、太轻,科学家也就无法像观察普通物质元素一样,对它进行观察探测了。

日本的超级神冈探测项目,也正是为了对鬼魅一般无影无踪的中微子,进行捕捉探测。

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这个项目捕捉探测中微子的原理非常复杂,大川在这里只简单跟大家说一下大概。

整个探测器的主体结构,是一个41.4米高、直径39.3米的圆柱形容器,里面盛的水,就是大川前面提到的5万吨超纯水。而圆柱形容器的内部,则密密麻麻分布着11200个玻璃罩子,这些玻璃罩子,则是结构的核心部件——光电倍增管

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当来自宇宙中的高速中微子进入超纯水后,中微子会与超纯水中的电子或原子核发生特殊的弱相互作用,并产生电子或是μ子这样的带电轻子。

这些带电轻子的产生,会进一步激发出特殊的切伦科夫辐射

此时,光电倍增管会对切伦科夫辐射光子进行捕捉,将之转化为电信号。

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到这一步,中微子也就从看不见摸不着的幽灵粒子,转化为了我们可以通过科学手段分析的信号了……

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人类探测中微子的意义

你可能会有疑问,中微子探测这么费劲,科学家为什么还非要对中微子进行探测呢?

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原因其实很简单,就像当初的原子弹一样。

美国启动曼哈顿计划,耗费20亿美元,动用超过10万多人,也要研发出来,就是看中了这个“项目”的巨大潜力。

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事实证明也的确如此,原子弹研发出来后,不仅直接促成了二战的胜利,而且还极大增强了美国的军事实力和科技实力……

而中微子的探测研究,对全人类的影响,要比原子弹还大得多。

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别的不说,仅就通讯领域来举个例子你就明白,中微子到底有多强了。

我们如今的通讯领域,用得最多的就是电磁波了,用电磁波传输数据信号,不仅能够做到让信号覆盖全球,进行全球通讯,甚至连太阳系内的空间范围,都能做到“覆盖信号”。

美国2021年2月19日抵达火星的毅力号火星车,就已经通过电磁波信号,向地球传回了大量拥有极高价值的资料。

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虽然电磁波信号已经非常强大,但对于我们来说,这种通讯技术,却还不够强大。

一方面电磁波信号传输速度有限,还是拿毅力号火星车来说,它要从火星将1MB资料的信号传到地球,至少得需要8分钟的时间。

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如果是距离更远的探测器,传输时间还要更久。

除此之外,电磁波信号的抗干扰能力也有限,这里再举个例子,拿载人飞船的返回舱来说。

返回舱返回地球经历黑障区,舱体就会因为外层产生大量等离子体,而出现电磁波信号屏蔽的情况。此时舱内的电磁波信号无法传出来,外界的电磁波信号也无法穿透传进去。

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直到今天,都没有科学家能破解这个难题。

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但是……

如果我们能将中微子应用到通讯领域,以上这些问题就都不再是问题,中微子通讯在理论上的传输速度,能做到接近光速,并且还能穿透几乎所有障碍,有了这样的通讯技术,我们甚至能做到跨星系的信号传输。

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这还仅仅是中微子在通讯领域的应用,其他诸多领域,有了中微子的介入,也都能实现突破性技术升级。

这就是为什么,科学家必须探测中微子的意义所在……

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说起来,不仅日本有超级神冈探测项目研究中微子,我们中国也有自己的中微子研究项目。

我国的大亚湾核反应堆中微子验项目,是利用大亚湾核电站反应堆群探测中微子。

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而后来的江门中微子实验项目,则跟日本的超级神冈探测项目一样,是通过超纯水和光电倍增管,来捕捉中微子产生的切伦科夫辐射,从而对中微子进行探测。

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虽然我国针对中微子的研究项目,起步要比日本晚,但这些年来,我国的中微子研究项目,也已经取得了诸多世界瞩目的重大成果。

未来就看谁能先取得技术突破,掌握中微子技术了……