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日本在地下1000米深处20年储藏5万吨超纯水到底有什么目的?

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  这不禁让人感到疑惑,他们自己明明还在排放核污水,难道他们早就留好后手了?

  顾名思义,这是一种极度纯净的水,它除了氢和氧元素,几乎不含任何其他成分和杂质。

  日常生活中的自来水和矿泉水,或多或少都含有些微量的其他矿物质和杂质,哪怕是工业制造的纯净水,也难以达到超纯水的标准,而超纯水之所以如此纯净,是因为它的制作的步骤异常复杂。

  想要提炼出如此纯净的水,并非易事,一般的进化设施难以达到这个要求,只有使用先进的去离子化和反渗透技术,经过层层过滤,才能萃取出极少量的超纯水。

  理论上,通过二级渗透法能持续制备出超纯水,但是由于超纯水的化学性质不太稳定,很难长期维持极高的纯净度,所以现实中制作超纯水,往往难以达到理想的标准。

  目前全球能大规模制作超纯水的国家屈指可数,日本就是这里面一个拥有这项核心技术的国家。

  这就令人非常疑惑了,既然超纯水这么难制作,为何还要花费这么大的力气在这上面呢?

  正因如此,所以它能够适用于各类精密的科学实验和仪器的制造,尤其是在半导体和纳米技术方面,超纯水都扮演着重要的角色。

  虽然中微子体积极小,但它无孔不入,高速穿梭于物质之间,几乎不受任何阻碍,如果能破解中微子之谜,我们就更接近解开宇宙的奥秘。

  1933年,中微子首次被科学家在理论上预测存在,直到20多年后,科学家通过实验才第一次确认了中微子的存在。

  中微子之所以难以探测,是因为它可以自由穿过物体,而物体基本不受任何影响。

  假设我们把一枚硬币放在太阳下面,那么每秒钟,就会有上百亿个中微子从硬币里面穿过。

  上世纪90年代,日本东京大学在岐阜县1000米地下,秘密建造了一个巨大的圆柱形容器,以存储5万吨超纯水。

  1987年,天文学家首次在超新星1987A中探测到太阳系外的中微子信号,这证实了中微子具有振荡性质,即中微子存在三种不一样并可相互转换的理论。

  中微子的存在对人类就像一个“幽灵”,虽然理论预言它应该存在,但自然界中却从未直接观测到过它,所以日本科学家希望能够通过这个容器中的超纯水来实现对中微子的首次探测。

  中微子是组成物质世界的基本粒子之一,它具有极强的穿透性,可以以接近光速的速度自由穿梭于空间中,几乎不与任何物质发生作用。

  而理论预测,即使每秒有上万亿个中微子从人体穿过,我们也完全无法感觉到,可以说,中微子就像一个无所不能的“幽灵”。

  长期以来,科学家通过理论计算推断出它应该存在,但却一直都找不到办法直接观测到它。

  于是日本科学家灵光一闪,提出一个大胆的设想:当中微子从水中穿过的时候,氢原子会发生轻微的晃动,如果水足够纯净的话,那么这种晃动就可以被探测到,而超纯水正好满足这个需求,它极高的纯度使得中微子穿透水时引起的氢原子晃动更容易被探测。

  根据他们的计划来看,当中微子以高速穿过超纯水时,会产生一种特殊的辐射,只要捕捉到这种辐射,那么就可以确认中微子的存在。

  因此,日本科学家在容器内壁设置了上万个探测器,一旦探测到这种辐射,就能解析出发射辐射的中微子的信息。

  1998年,日本科学家小柴昌俊终于通过这一个装置探测到了中微子的存在,而这一发现震惊了世界各国,因为这不仅证实了神秘的中微子确实存在,更打开了人类理解量子世界的大门。

  超级神冈探测器,直径长达40米,高度也有41米,它就像一个巨大的圆筒罐头安静地躺在岐阜县的一个废弃矿场中。

  这个废弃矿场在日本政府的支持下,成为了超级神冈探测器的专用“家”,这里1000米的地层可以轻松又有效屏蔽地表各种辐射,让探测器得以高效工作。

  而超级神冈探测器里面装满了5万吨超纯水,这些超纯水经过精心过滤,确保了最大限度的纯净度。

  当宇宙中神秘的中微子经过地球时,会直接穿越地壳进入探测器,与超纯水发生弱相互作用,从而被探测器捕捉到。

  这种相互作用会产生一点微弱的蓝光,探测器内散落的上万个光敏感球就可以捕捉到这一信号,研究人员通过一系列分析这些信号,可以研究中微子的各种性质。

  不过要构建像超级神冈这样的巨型探测器,日本付出了艰辛的努力,仅仅超纯水的制备就十分艰难,任何微量杂质都可能会影响结果。

  为了建造这样的一个东西,科学家不得不小心翼翼,严格监控每一步工艺,多次重复实验,而超纯水制备完成后,日本还面临如何有效运输和储存超纯水的难题。

  最终,在多方努力下,超级神冈探测器得以完工,并在随后的数年中捕捉到多次中微子信号,证实了中微子震荡理论。

  中微子探测看似单调乏味,但对人类文明进步具有划时代意义,它就像一个慢镜头,记录着宇宙的点点滴滴。

  中微子传递的是上亿年前恒星内部的讯息,每一个中微子都是时间和空间的见证者。

  可以说,中微子的发现开启了人类对基本粒子的探索,也推动了天文物理学的发展。

  然而中微子本身还隐藏着巨大的奥秘,需要科学家持续不懈的研究才能逐步解开。

  中微子之旅才刚刚启航,人类还有漫长的征程需要跋涉,才能彻底解开这一粒子的奥秘。

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