超纯水是什么水介绍 日本在地下存放了5万吨超纯水(2)
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超纯水是什么水介绍
这个项目全称为“超级神冈中微子探测实验”(Super-Kamioka Neutrino Detection Experiment)。
科学家将超纯水装在一个直径39.3米、高41.4米的不锈钢圆柱形容器之内,被深深地埋在日本岐阜县飞驒市神冈町的一处深达1公里的废弃矿井中。
为了保证水的纯净度,这里的空气都是净化处理过的,而容器里的超纯水更是会被不停地进行循环净化,去除掉其中所有能够被去除的杂质。
科学家认为,在地下1公里处,可以有效地避免地球表面的各种干扰,而超纯水又几乎是完全透明的,这样就可以大幅度地提高发现中微子的可能性。
当中微子撞上了原子核中的夸克之后,会产生电子和μ子(μ子和电子一样属于轻子,其质量大约为电子的200倍,半衰期只有2.2 x 16^-6秒)。
这些电子和μ子的速度极快,甚至会超过光在水中的速度,在这种情况下,就会产生切连科夫辐射,从而释放出非常微弱的光信号。
为了探测这些光信号,科学家在这个容器的内壁上设置了1.12万个光电倍增管(上图中的金色圆球),其功能是将光信号尽可能地放大(可以高达1亿倍)。
在处于工作状态的时候,这些光电倍增管就像是1万多只眼睛一样在黑暗中“盯”着容器里的超纯水,静静地等待着某个来自宇宙深空的中微子一头撞在夸克上所发出的那么一丁点微光。
如此精心的安排没有白费,迄今为止,该项目已经多次探测到了中微子,从此拉开了中微子天文学的序幕,而日本科学家也因此获得了两个诺贝尔物理学奖(分别为2002年和2015年)。
顺便讲一下,该项目其实还有另外一个目的,那就是探测质子衰变,不过这一目标始终没有实现。
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