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這是日本神岡町的茂住礦山。
從遠處你根本看不出什么,但是走近觀察你卻會發現,整座山的山體都被掏空,變成了一具山的空殼。
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進到里面則像是進了一個大型的工廠,無數工人都在井然有序開展著自己的工作。
更關鍵的是,這座山的山體被掏空后,里面還建造了一個巨型水池,內部儲存了5萬噸超純水……
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這不禁讓人感到匪夷所思,這到底是個什么樣的“工廠”?
日本儲存5萬噸超純水到底有何目的呢?

什么是超純水?
大川有必要先帶大家了解下,什么是超純水。
我們平時喝的普通水,里面是含有大量礦物質和氣體分子“雜質”的,如果對水進行蒸餾處理,普通水就會變成純凈度非常高的蒸餾水,里面的各種“雜質”會被大量除掉。
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不過即便是這樣的水,卻也還算不上超純水,因為超純水的純凈度,還要比這高得多。
衡量水的純度的標準,是看水的電阻率,電阻率越小說明水里含有的“雜質”會更多,電阻率越高就說明水里的“雜質”越少,水就會越純凈。
超純水的電阻率,通常能達到10MΩ*cm,如此高的電阻率就意味著,它是近乎完全絕緣的存在。
你泡在里面,即使有人往水里通入了一根電線,你也不會觸電,就是這么離譜……
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而從超純水的理論定義上來講,這種水實際上就是,除了氫離子、氧離子,不含有其它任何雜質離子的水。
基于超純水這樣的特點,在諸多高精尖領域,也就離不開它的存在了。
日本之所以要儲存5萬噸超純水,也正是為了一項龐大的高精尖的科研項目——超級神岡探測項目。
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超級神岡探測項目
超級神岡探測項目,是一項宇宙級的探測項目。
因為這個科研項目的終極目標,是捕捉宇宙中的“幽靈粒子”,也就是中微子。
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中微子之所以被稱為“幽靈粒子”,原因在于中微子的體積非常小,并且它幾乎沒有任何質量。
因此在理論上,哪怕每秒鐘有超過100萬億個中微子從你身體穿過,你也不會有任何感覺,因為中微子小到,幾乎不會與你體內的組成分子、原子,產生任何撞擊。
對它而言,你就像一副空殼子一樣,就是這么夸張……
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雖然中微子的存在,不會對我們的身體造成“貫穿”傷害,但它的存在,卻也著實讓無數科學家犯愁,還是因為它太小、太輕,科學家也就無法像觀察普通物質元素一樣,對它進行觀察探測了。
日本的超級神岡探測項目,也正是為了對鬼魅一般無影無蹤的中微子,進行捕捉探測。
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這個項目捕捉探測中微子的原理非常復雜,大川在這里只簡單跟大家說一下大概。
整個探測器的主體結構,是一個41.4米高、直徑39.3米的圓柱形容器,里面盛的水,就是大川前面提到的5萬噸超純水。而圓柱形容器的內部,則密密麻麻分布著11200個玻璃罩子,這些玻璃罩子,則是結構的核心部件——光電倍增管。
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當來自宇宙中的高速中微子進入超純水后,中微子會與超純水中的電子或原子核發生特殊的弱相互作用,并產生電子或是μ子這樣的帶電輕子。
這些帶電輕子的產生,會進一步激發出特殊的切倫科夫輻射。
此時,光電倍增管會對切倫科夫輻射光子進行捕捉,將之轉化為電信號。
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到這一步,中微子也就從看不見摸不著的幽靈粒子,轉化為了我們可以通過科學手段分析的信號了……

人類探測中微子的意義
你可能會有疑問,中微子探測這么費勁,科學家為什么還非要對中微子進行探測呢?
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原因其實很簡單,就像當初的原子彈一樣。
美國啟動曼哈頓計劃,耗費20億美元,動用超過10萬多人,也要研發出來,就是看中了這個“項目”的巨大潛力。
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事實證明也的確如此,原子彈研發出來后,不僅直接促成了二戰的勝利,而且還極大增強了美國的軍事實力和科技實力……
而中微子的探測研究,對全人類的影響,要比原子彈還大得多。
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別的不說,僅就通訊領域來舉個例子你就明白,中微子到底有多強了。
我們如今的通訊領域,用得最多的就是電磁波了,用電磁波傳輸數據信號,不僅能夠做到讓信號覆蓋全球,進行全球通訊,甚至連太陽系內的空間范圍,都能做到“覆蓋信號”。
美國2021年2月19日抵達火星的毅力號火星車,就已經通過電磁波信號,向地球傳回了大量擁有極高價值的資料。
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雖然電磁波信號已經非常強大,但對于我們來說,這種通訊技術,卻還不夠強大。
一方面電磁波信號傳輸速度有限,還是拿毅力號火星車來說,它要從火星將1MB資料的信號傳到地球,至少得需要8分鐘的時間。
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如果是距離更遠的探測器,傳輸時間還要更久。
除此之外,電磁波信號的抗干擾能力也有限,這里再舉個例子,拿載人飛船的返回艙來說。
返回艙返回地球經歷黑障區,艙體就會因為外層產生大量等離子體,而出現電磁波信號屏蔽的情況。此時艙內的電磁波信號無法傳出來,外界的電磁波信號也無法穿透傳進去。
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直到今天,都沒有科學家能破解這個難題。
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但是……
如果我們能將中微子應用到通訊領域,以上這些問題就都不再是問題,中微子通訊在理論上的傳輸速度,能做到接近光速,并且還能穿透幾乎所有障礙,有了這樣的通訊技術,我們甚至能做到跨星系的信號傳輸。
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這還僅僅是中微子在通訊領域的應用,其他諸多領域,有了中微子的介入,也都能實現突破性技術升級。
這就是為什么,科學家必須探測中微子的意義所在……

說起來,不僅日本有超級神岡探測項目研究中微子,我們中國也有自己的中微子研究項目。
我國的大亞灣核反應堆中微子實驗項目,是利用大亞灣核電站反應堆群探測中微子。
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而后來的江門中微子實驗項目,則跟日本的超級神岡探測項目一樣,是通過超純水和光電倍增管,來捕捉中微子產生的切倫科夫輻射,從而對中微子進行探測。
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雖然我國針對中微子的研究項目,起步要比日本晚,但這些年來,我國的中微子研究項目,也已經取得了諸多世界矚目的重大成果。
未來就看誰能先取得技術突破,掌握中微子技術了……
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