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日本地下存了多少純凈水

發布時間:2023-05-11 13:38:32

❶ 日本在地下儲藏5萬噸純凈水,二十幾年不用,有什麼目的

在日本地下儲存著抄的這5萬噸「超襲純水」,全部都是由東京大學提煉的,這些水都是沒有任何雜質的超級純凈水與普通的水相比,這些水沒有任何的微量元素,所以說經常喝的話對人的身體並不好,而且日本之所以這樣做,也沒有任何不可以告人的目的,只是為了在做實驗研究中微子的穿透性,並且以此來造福人類。

❷ 日本神岡實驗室,那裡儲存多少噸純凈水呢

始建於1982年,耗時1年才建好。剛建好的時候,它並不叫超級神岡探測器,而是叫它神岡核子衰變實驗。從外表上看它是一個高16米的圓柱形容器,直徑達15.6米,這個容器能裝3000噸水和1000隻光電倍增管。主要是用來研究宇宙中的一些物質的,如探測質子衰變,尋找太陽、地球大氣的中微子等。

對於中微子的研究,不只日本有,我們在這方面也取得值得驕傲的成就。它就是「江門中微子實驗」,我國的這個實驗項目與日本的「頂級神岡」和美國的「深層地下中微子實驗」並列,它將於在2022年開始收集數據。據專家稱,有了這三大實驗的開啟,人類將能更准確,更深層地探測和研究中微子。

❸ 30年前,日本在1000米地下儲藏了5萬噸純凈水,究竟有何目的

眾所周知,日本乃是一個資源短缺的島國,這是先天條件導致的,除了依賴進口外,幾乎沒有解決之道。不過,凡事有利就有弊,雖說日本沒有石油、煤炭等資源,但水資源卻十分豐富,堪稱「取之不盡,用之不竭」。不過奇怪的是,日本岐阜縣卻在1000米的地下儲藏了5萬噸純凈水,他們究竟意欲何為?

由此可見,人類對宇宙的探索從未停止過,大到星體,小到中微子,只要這世上還存在未解之謎,就會有人一直為之奮斗。有句話說得好:好奇才是前進的驅動力,宇宙是神秘的,同樣也是精彩的,終有一天,人類會揭開全部的謎底。

❹ 日本在地下1000米,儲存了5萬噸超純水,他們究竟在找什麼

在科學尚不發達的年代,人們對於宇宙的好奇還尚且處在一個充滿了想像和猜測的階段,人們將天上星星的嘩賀橘運行和人類活動聯系在一起,「天」是一個和「地」相對的概念。

在中國古代,還有 專門負責觀測天象的政府機構 ,如果發現了異常的天象,那麼就會向統治者發出警告,認為這是地上的人們的所作所為觸怒了上天,並且還會給地上降下「懲罰」。

現在我們已經知道,那些閃亮的星星其實都是遙遠的天體亂團,它們中的絕大部分都有著自己的運行軌跡,和人類、地球沒有任何關系。


時至今日,我們充分了解了人類在宇宙中的地位,明白「天」和「地」並不是對立的,我們生活的星球其實只是宇宙中的一粒塵埃。但是這並不代表我們就可以心安理得地接受這份渺小,人類依然有充沛的好奇心,想要憑借著自己的智慧去揭開宇宙運行的奧秘。

我們自身盡管渺小,但是我們的 智慧和想像力是無窮的 ,能夠「以小見大」,去推測那些沒有被我們觀測到的一切。因此,我們現在對於宇宙的「實際」 探索 還非常有限,但是已經從理論方面觸及到了 宇宙的起源 問題。


作為地球生物的一員,人類確實擁有出類拔萃的智慧,但單就生理條件來說,我們確實還有一定的局限性。為了彌補生理上的局限,人們製造出了各種各樣的工具,來幫助我們實現更加了不起的事業, 天文觀測 就是其中之一。

在古代就有 日晷、渾天儀 等天文觀測設備,等到人類的科學技術進一步發展之後,我們也開始製造出更多的儀器和工具,充當我們的「眼睛」,去觀察更加遙遠而浩瀚的宇宙空間。


在這些工具裡面,一些是幫助我們觀察那些「看得見」的事物的,比如 哈勃望遠鏡 ,就是一個設置在地球軌道上的光學望遠鏡,可以越過大氣層等遮蔽我們視線的事物,去更加直觀地看到宇宙中的一切;

另一些是幫助我們去捕獲那些「看不見」的事物的,比如 「中國天眼」球面射電望遠鏡 ,就是一個專門探測宇宙中各種電磁脈沖信號的工具,迄今為止已經發現了數百顆宇宙中的脈沖星,對人類研究宇宙信號做出了重大的貢獻。


不管是哈勃望遠鏡還是「中國天眼」,我們都能夠從非常基礎的領域去理解它們的功能,但是在世界上的另一個探測器就顯得「神秘」多了——那就是 日本的超級神岡探測器

和其他的儀器不同,這個探測器修建在 地下1000米 的位置,而且主體是 5萬噸的超純水 。所謂超純水,就是指 僅含有水分子的純凈水 ,這樣的水需要經過一定的提純工藝才能夠得到。

當今地球上的淡水資源本就珍貴,為什麼要費盡心思,在地下1000米儲存5萬噸超純水去建造這樣的一個探測器呢?


因為超拍滑級神岡探測器設置在地下,很多人可能會以為這是一個主要用於 探索 地下的奧秘的探測器。畢竟除了宇宙之外,我們對於自己生活的這顆星球同樣不夠了解,只能夠 通過推測和計算來得知地下深處的情況

但是事實是,超級神岡探測器並不是探測地下使用的工具,而是一個貨真價實的宇宙探測器,這無疑讓很多「小白」大跌眼鏡,為什麼一個探測宇宙的工具要建在遠離星空的地方,而且其主體還是大量的超純水?


既然我們知道了超級神岡探測器面向的是廣大的宇宙空間,那麼這個探測器到底是在尋找什麼?答案就是 中微子

我們存在的這個物質世界是由各種粒子組成的,中微子就是其中的一種。不過,其他的很多粒子我們都可以捕捉並觀測到,中微子卻顯得十分「神秘」,因為它的 質量實在是太輕了

不僅輕, 中微子本身還不帶電,難以和其他的物質發生相互作用,運動非常迅速,並且可以自由穿過大部分物體,地球本身自然也不例外。


最初,科學家們只是通過計算和推測得知它的存在,卻沒能夠捕捉到這種神秘的粒子,它簡直可以算是「來無影去無蹤」。

後來科學家們在實驗中觀測到了中微子,並意識到 宇宙中其實存在著大量的中微子,但是卻很難被人們捕捉和觀測到 ,因為宇宙中充滿了各種射線的干擾,所以宇宙中的中微子只有在地下深處才有可能被發現,並且還 需要有純凈的水作為介質

在這樣的背景下,日本超級神岡探測器建設了起來,其主要的工作就是監測那些穿過地球的中微子。


超級神岡探測器的前身是「 神岡核子衰變實驗 」,於1982年開始建設,最初只儲存了大約3000噸超純水,其主要目的也不是為了監測中微子,而是 監測質子衰變

但是在1987年的時候,這個裝置竟然監測到了 大麥哲倫星雲中一次超新星爆發所釋放出的大量中微子。

這還是人類第一次捕捉到太陽系之外的中微子,這一發現大大振奮了國際物理學界,因此日本政府撥款一億日元對專門建設了超級神岡探測器,將儲存的超純水增加到5萬噸。


1996年,超級神岡探測器正式開始運行,並且在短短幾年之就有了不俗的成果。根據科學家們的推測和計算,宇宙中的中微子應該分為三個種類,分別是 μ中微子、τ中微子和電子中微子

因此,神岡探測器所觀測到的大麥哲倫星雲超新星爆發所釋放出的中微子,和太陽在活動中產生的中微子種類並不相同,太陽的中微子振盪現象讓大約 三分之二 「消失」,其實就是太陽中微子在傳播過程中發生了轉變,而當時的人們只能夠觀測到電子中微子,才會覺得這些中微子「消失」了。


中微子振盪現象的發現,讓日本負責超級神岡探測器項目的物理學家 小柴昌俊 獲得了諾貝爾物理學獎。

除了日本的超級神岡探測器,科學家們還在宇宙輻射和環境影響都較少的南極冰蓋 8000英尺 之下建設了一個 「冰立方」探測器 ,也是用於中微子的探測。

與此同時,日本政府也宣布將對超級神岡探測器再次進行擴建,於2027年之前將儲藏的超純水質量升級到 26萬噸, 能夠更加廣泛、精確地觀察到中微子的運動,揭開那些我們至今都還沒能夠了解的謎團。


中微子的觀測就和研究之路是漫長而曲折的,那麼為什麼人類要費盡心思去觀測這種神秘的粒子呢?其中一點當然是 出於對宇宙運行本身的好奇

人類的想像力和進取心讓我們渴望獲得關於物質世界的更多知識,組成宇宙的一切都值得我們去 探索 和研究,中微子這種神奇的粒子自然也是其中之一。

另一點就是根據中微子的特性,說不定 人類可以對其進行利用 ,去完成那些我們之前做不到的事情,比如說 通訊


我們現在使用的各種通訊設施,都難免會出現信號不穩定的現象,因為會受到各種障礙物的影響,很有可能會產生折射,或者是出現被遮擋的問題,我們在宇宙 探索 中使用的電磁信號就是這樣。

但是中微子卻不一樣,它能夠穿過宇宙中絕大部分物體,因此如果用中微子來進行通訊,那麼就不會存在信號被屏蔽的現象,我們說不定還能夠以此來完成太空漫遊,去 探索 和了解宇宙中更加遙遠的地方。


在這個宇宙中還有無數的謎團等著我們去揭開,人類有限的精力和生命讓我們無法在短時間內充分 探索 宇宙,但我們終歸是地球生命中最了不起的存在,我們在今後想必也能夠持續進步,爭取更加接近宇宙的「終極」。

太空 探索 並不是一件吃力不討好的事情,它關系著人類的未來,如果我們運氣不夠好的話,或許會像物理學家霍金所警告的那樣,在未來迎接整個種族的毀滅。因此,我們需要盡快找到一個能夠讓人類移民的星球,並且不斷地去研究更加先進的航天工具。


除了日本、美國等國家以外,我國也對中微子進行了積極的探測,比如我國的 江門中微子實驗 ,同樣也是一個在修建地下的中微子探測器,不僅使用了大量的超純水,還利用了 礦物油作為介質 來觀察中微子的運動情況,目前正在穩步建設中,預計將於2023年投入使用。

中國的加入無疑展現了我們的大國擔當,也能夠讓世界范圍內的中微子研究更進一步,在未來勢必能夠獲得更多的發展。或許在不久的將來,我們就可以充分利用其中的微子,發揮它的各種作用。

❺ 日本為何要在地下儲藏5萬噸純凈水他們究竟是何目的

或許有經常關注科研動態的人會了解到,日本在地下深達一千米的廢棄礦坑中儲存了5萬噸純凈水,那麼,他們儲存這么多水到底是為什麼呢?其實,這是早前日本東京大學發起的一個探測宇宙中存在的神秘中微子的研究項目。而中微子是一種輕子,具有巨大的科學價值。

這項實驗已經進行了20多年,而且投入了大量的資金,然而直到現在,科學家們還是沒有什麼收獲。早些時候,日本科學家也感受到了中微子的沖擊,但他們從未成功捕獲過它們,不過他們也證實了中微子存在的真實性。當然,也有科學家們在地球的南極地區,在厚厚的冰層下,目睹了這一刻,證實了中微子的存在。就目前來看,這項研究還有很遠的路要走。不得不說,科學家們的毅力實在是令人佩服。

❻ 日本在地下存了五萬噸水,究竟為何

日本儲存在地球上的5萬慶判凳噸水實際上是用來探測中微子的。 這些沒有雜質的純水是超級神岡探測器的一部分,中微子是極難捕捉的粒子。 中微子沒有電,中微子可以很容易地穿過宇宙中的物質,留下很少的痕跡。每秒鍾有數千億沖燃個中微子穿過人體,但是人們永遠感覺不到它們。找到中微子的最好方法是使用探測器,比如「超級神岡」。盡管中微子速度快,質量小,但它們穿越純水時會留下微弱的痕跡。這譽旅種被稱為契忍可夫輻射的現象,是發現中微子的訣竅。 水越純凈,輻射就越明顯。這就是為什麼日本把水藏在一個近1000米深的礦井裡的真相。 事實上,這5萬噸純凈水也很棒。1987年2月,神岡探測器和美國的中微子探測器接收到新星1987年A爆發時產生的中微子。這也是首次探測到太陽外中微子。20世紀90年代,又投資1億美元將神岡升級為「超級神岡」。這時加入了50,000噸純凈水。1998年, 領導超級神岡代的日本科學家小柴昌俊首次證實中微子振盪現象,並於2002年獲得諾貝爾物理學 世界上的中微子探測器基本上都建在地下,或者通過在南極冰層上鑽孔將探測器放置在冰層下。 目前,他們已經深入冰層下公里。中國預計將建造一個帶有2萬噸水箱的中微子探測器。

這個視頻你可以上網搜下,不過也很簡單的啊,1.日本豆腐兩只切片。2.檸檬一隻。紅籽是用裝飾用的。3.檸檬用工具擦一些果皮屑,豆腐旺火蒸十分鍾左右。4.擺盤。鍋內摻點水,擠一個檸檬汁,加糖,調好味後勾芡淋到豆腐上,撒上檸檬皮即可。

❼ 在地下一千米深處,暗藏5萬噸超純水,日本20多年來有什麼目的

日本在地下1000米深處,存儲了5萬噸超純水,20多年來目的何在?

日本有一個非常神秘的建築,藏在地下1000米的深處,這個建築裡面儲蓄了50000噸的水,這到底有什麼作用呢?並且這個建築建立了有20年了,還給日本帶來了很多次諾貝爾獎,這個神秘的建築到底是什麼呢?

這個在地下儲備了50000噸水的建築,全稱叫作超級神岡探測器,神岡探測器是目前上世界最大的探測中微子的探測器,它位於日本的岐阜縣飛驒市神岡町。科學家用他們專門來探測中微子的,或者說尋找太陽中的東西。 這個探測器是一個直徑約40米、高41米的圓柱形的容器,據說,這個神岡探測器內部儲存了50000噸高純度的純凈水。它的內部水箱,是一個是不銹鋼材質的直徑為33米、高度為36米的上層探測區,其他的部分就是外部探測區。這個大的水箱內部,周圍一整圈都安裝著一萬多個光電倍增管,這個光電倍增管就是用來探測中微子通過水裡,所產生的切連科夫輻射。 神岡探測器於1983年投入使用,它給人類帶來了一系列重大科學發現。

1987年,超級神岡探測器探測到了大麥哲倫星系中的中子,是一顆超新星裡面釋放出來的,它們比伽馬射線暴速度還要快,大約提前了三小時就穿到了地球,因為有了這一發現,人們預測覺得未來超新星可能會爆發。那麼這個探測器究竟建在1000米以下,究竟是為什麼呢?

物理學家認為, 我們所生活的世界,都是由各種各樣的粒子結合形成的,粒子中也包含了中微子。 但是需要科學來證實人們的想法,物理學家想要繼續 探索 中微子,所以要建造這個神秘的神岡探測儀。之所以蓋在將近1000米深的地層中,是因為宇宙中的射線訊號會影響到研究,所以要阻隔它。並且這個 神岡探測器裡面水必須要非常的干凈,儲存的是純凈水,而且要經過一系列的處理,去除水中的其他雜質,例如離子、微生物等等,這樣就能達到99.99%純度的純凈水了

因為中子特別小特別小,而且速度非常快,而且經研究,中子將近接近光速,在地球上,中子無時無刻都有, 每秒大概有100億個中子穿過你的皮膚,但是人們無法感受到,如果想清楚地觀察到它,就必須在一個非常干凈、純凈、沒有任何雜質的地方。所以說日本建立這個神岡探測器,必須在地下1000米深的地方,並儲存5萬噸純凈水 ,為的就是當中子穿過的時候,人們立馬就能觀察到。 據說這個探測器的建成,花費了大約7億人民幣,可謂是一筆巨資。並且日本人也因為這個神岡探測器,多次獲得了諾貝爾獎。

在2002年的時候,日本的科學家小柴昌俊先生,憑借著神岡探測器和超級神岡探測器發現了中微子的證據,獲得了諾貝爾物理學獎;在2015年的時候,小柴昌俊先生的徒弟梶田隆章、加拿大的阿瑟·麥克唐納,兩人發現了中微子振盪方面的信息又從而獲得了諾貝爾物理學獎 , 這讓日本人都引以為傲。目前,頂級神岡探測器也正在建造,預計可能在2027年的時候,全面投入使用,它是一個全新升級版的探測器,會更加的穩定,靈敏度也有了很大的提高。日本人也越來越期待頂級神岡探測器的建成,預計會給他們帶來一個又一個的諾貝爾物理學獎。

神岡探測器為我們證實了許多物理知識,也解釋了一些宇宙中存在的物質,這些物理學家對科學界的貢獻是不可言喻的。在2027年,全新的頂級神岡探測器也會投入使用,讓我們一起期待物理學界新的發現吧!

看完了,記得關注我,咱們下期再見哦!

❽ 日本在地下存了五萬噸水,究竟是為何

日本確實在地下建造了能儲存50000頓純水的大水箱,這個水箱相當於十幾層高的建築。這5萬噸純水的儲備並不是為了備戰備荒,而是為了探測中微子。

這個大水箱和周圍配置的探測器,被稱為超級神岡探測器,是日本東大建造在岐阜縣深達千米的廢棄礦井裡的大型中微子探測系統。

中微子是基本粒子之一,不帶電,由於它質量很輕,是電子的百萬分之一,所以中微子速度很快,可以自由的穿透物體,從物理學家預言中微子的存在,到實際發現中微子,花了幾十年的時間。

中微子穿透力及其強大,通過真個地球也不會減速,我們人體也時刻被來自宇宙的中微子所貫穿。

由於中微子只參與弱相互作用,很難觀察,只能通過它與其他橡稿改粒子之間的相互作用產生的切倫科夫輻射來探測。

日本東京大學設計了這個5萬噸水的大水槽,基本設計理念是:探測器首先要足夠大,裡面的介敬腔質要足夠的透明,重要的是要屏蔽掉其他宇宙射線的煩擾。

所以日本花費巨資在地下1000米深的礦井裡,建造了這個能存50000噸水的大水箱,在周圍配置了上萬個光電探測器,觀察切倫科夫輻射,對中微子來進行探測。

通過神岡探測器,日本多次斬獲諾貝爾物理學獎,由此嘗到了甜頭,日本計劃啟動最新的頂級神岡探測器,其規模預計是現有超級神岡探測器的5倍以上,將花費近千億日元進行建設,來 探索 物質和宇宙的起源。

這個問題先說答案,日本這五萬噸水是為了做物理實驗,探測並捕獲中微子的,項目名稱「超級神岡」,下面有說一下為何需要這五萬噸純凈水。

太陽、地球、核反應堆、超新星爆發、宇宙誕生的大爆炸等都產生大量的中微子。它們以接近光速飛行。據物理理論,每一秒鍾,穿過一個人身體,有1000萬億個宇宙中微子。因為中微子幾乎不與物質發生反應,發生反應的概率很小,因此需要建造龐大的探測器來「捕捉」它,」超級神岡「就是在這樣的背景誕生的。

超級神崗源於神岡實驗,神岡實驗採用了3千噸純凈水和1千個極其靈敏、能夠探測到單個光子梁判的光電倍增管。實驗初衷是為了尋找質子衰變,但卻有意外收獲,發現 大氣中微子反常 ,物理理論用 中微子振盪 解釋大氣中微子反常。科學理論需要實證,因此日本政府批准了「超級神岡」項目,採用了5萬噸純凈水,13000個光電倍增管,這就是5萬噸水的由來。當然超級神岡也不負眾望,測到了足夠的大氣中微子,最終證實了中微子振盪理論。

5萬噸純凈水要求超級純,非常難得,但加拿大在一個地下2100米的鎳礦中建造了薩德伯里實驗用昂貴的重水來替代,從核電公司借了1千噸、價值約100億人民幣的重水,這也是很豪的。

各個有實力的國家也紛紛加入中微子探測器行列,,美國採用1-4萬噸液氬探測器的加速器實驗,印度採用5萬噸鐵的INO實驗,韓國1.8萬噸液閃實驗,美國在南極的PINGU實驗,法國在地中海的ORCA實驗等。

中國有採用2萬噸液閃探測器的江門中微子實驗,建於廣東江門開平市金雞鎮、赤水鎮一帶的打石山,打石山正好位於距陽江和台山反應堆等距的53公里處,符合位於距反應堆約60公里的要求,因為這個位置來自反應堆的中微子在此處振盪效應最明顯。

當然作為中微子探測器的旗艦,「超級神岡」也是要升級的,採用了100萬噸純凈水,變身為「超超級神岡實驗」,是不是發現5萬噸水也是小巫見大巫了!

針對題目本身語境,我多說一點題外話,日本在科學技術的許多方面是有領先獨到之處,作為鄰居的我們要客觀看待,不要過分的吹噓和自卑,隨著國家經濟實力提升,我們要相信在科學技術領域,中國也會有越來多旗艦項目誕生的。

科學視野,不同解讀,感謝大家閱讀!

中微子是一種極難被捕捉到的粒子,不帶電的它可以輕松穿過宇宙中的物質,並且幾乎不留下痕跡,每秒種都有數千億上萬億中微子穿過人體,但人是絕對感覺不到的,而尋找到中微子最好的手段就是藉助類似「超級神岡」這樣的探測器。

中微子雖然速度快而且質量小,但它在穿越純水時會留下微弱的痕跡,這種被稱為契忍可夫輻射的現象就是尋找中微子的訣竅,純水越多這種輻射就會越明顯,這就是為什麼日本在近千米的礦井深處藏水的真相。

事實上這五萬噸純水也比較爭氣,1987年2月的神岡探測器和美國的中微子探測器一起接收到了新星1987A爆發時產生的中微子,這也是首次探測到的太陽系外中微子,90年代時又投資1億美元把神岡升級為「超級神岡」,五萬噸純水就是這時候加進去的,1998年領導超級神岡探測器的日本科學家小柴昌俊首次確認了中微子震盪現象,於2002年獲得了諾貝爾物理學獎。

不只是日本,我國在大亞灣也同樣擁有中微子探測裝置,主要目標是探測臨近的大亞灣核電站進行核反應時產生的中微子,其主體部分也被包裹在純水中。

其實這個裝置叫超級神崗探測器,重要是用於探測中微子的,和我國的大亞灣探測一樣。

探測中微子一定要用100%的純水,任何雜質都不能有。

中微子被稱之為宇宙的隱身者,因為它不帶電,所以不會與物質發生電磁相互作用。這也導致中微子可以輕易穿透地球。

當然,中微子也可以輕易穿透水,那為什麼探測中微子還需要純水呢?

這是由於中微子在穿透純水的時候會留下痕跡,也就是契忍可夫輻射。並會留下藍色的輝光。

如果純水的體積越大,那麼留下的契忍可夫輻射就越明顯。就更易研究中微子的規律。

日本的神崗探測器在一個神達1000米的礦井中。

其設備的高度有41米,長度39米。理論上可以裝滿5萬噸的純水。只要研究太陽發出中微子,以及質子衰變效應。

日本後續計劃用該實驗裝置研究超新星爆發,依舊更多宇宙中微子。

這就要求該裝置升級,後續日本政府打算在兩年後在此基礎上建立更加巨型的探測器。

當然神崗探測器已經為日本人囊收了一次諾獎。也就是證實了中微子在反應堆中的震盪。該項目領軍科學家小蔡昌俊也因此獲得2002年諾貝爾物理學獎。

日本之所以會在地下存五萬噸水,是為了測量中微子的運動而存在的,在日本的一個廢棄砷礦中,日本東京大學在那裡建造了「超級神綱」探測器。

超級神綱探測器是專門用來探測中微子的一個探測器,在這個實驗礦洞里裝有多達五萬噸的純水,工作人員光需要裝填就裝填了兩周時間。

那麼很多小夥伴可能就會有疑問,一萬噸純水怎麼就會測量到中微子呢?用其他簡答一點的方法難道不行嗎?

這是因為中微子是不帶電的粒子,所以也使得觀測它較為困難,大多數情況下,它可以無視物質的存在直接傳過去。

它可以輕而易舉的傳過地球,每秒中會有幾十億的中微子穿過我們每個人的身體。中微子的最小的質量僅有電子的百萬分之一。

但是我們可以利用光的折射率來觀測中微子,我們都知道光在水中會折射,因此光在水中的速度會降低到75%光在真空中傳播的速度。而中微子的速度是無限接近於光速的,中微子在純水中行進時會對純水中的光產生影響。

日本科學家尾田利用這一點觀測到了中微子的震動性,並證實了中微子是擁有質量。

事實上在我們這個宇宙當中,有許許多多看不見的粒子,而在這些看不見的粒子當中,有一種粒子就叫中微子,中微子是輕子的一種,也是最基本的粒子之一。

就一些科學數據來看,每秒大概有上千萬億數量的中微子穿過人體,但人類卻一無所知,所以尋找中微子就成了人類研究的方向之一。

但中微子的質量很小,且與其他物質的相互作用很弱,如果要捕捉到中微子的蹤跡,就需要要有一個非常強大的儀器,而且這個儀器必須要在地下。

因為只有這樣才能有效的隔絕外界環境的干擾,於是在種種前提之下,日本的超級神岡探測器就孕育而生。

超級神岡探測器內儲存了數萬噸的水,這些水為什麼能捕捉到中微子呢?答案實際上很好解釋,我剛才上面已經說了,中微子與物質的相互作用很弱。

但很弱就代表有非常少的一些中微子,在穿過物質的時候會留下一些痕跡,所以這數萬噸的水,就是尋找那一絲絲的痕跡。

比如說中微子在和原子核接觸的時候會產生輕粒子,而輕粒子最終就會產生一些可見和不可見的光。

那麼為了順利的捕捉到中微子的蹤跡,超級神岡探測器有一萬多個光電倍增管,光電倍增管的作用就是放大光的信號,讓人們更有效的發現中微子的痕跡....

日本在地下存了五萬噸水,究竟是為何?

咋一看還以為是日本又要搞啥陰謀了,當然作為有原罪的日本讓各位有這樣先入為主的感覺也並無不當,但這從這地下五萬噸水的角度聯想,很明顯這是日本一個探測中微子的科研項目「超級神岡探測器」的主體探測部分!那麼吃瓜群眾有話要說了,你騙鬼呢!中微子都能穿透地球,那「一桶水」有個毛用啊!你還別說,真有用!

熟悉核反應堆藍色輝光的朋友馬上就知道這是切倫科夫輻射,這是在介質中運動的物質超過光在這種介質中的運動速度時發出的一種電磁輻射,特徵就不用說了,上圖那藍幽幽的恐怖光芒就是,但可以放心會發出輻射並不是這種光!它是1934年前蘇聯物理學家切倫科夫發現,因此以他的名字命名了這種輻射!

超級神岡探測器結構示意圖,非常明顯,為隔離其他穿透力極強的宇宙射線影響,這些設施都位於極深的地下!

而鑲嵌在內壁的一個個半透明玻璃球則是11200個極為敏感的光電探測器,而這個巨大的容器內部可以存放超過5萬噸的純水!探測原理就是「切倫科夫輻射」,因為中微子不會有任何物質阻擋它的前進,因此無論在什麼物質中它的速度基本不會改變(中微子極其接近光速)!而光在水中的速度則只有真空中約75%,因此從表面上來看中微子在水中是超過光的速度前進的,因此所經之處會發出切倫科夫輻射!

通過光電探測器探測到的倫科夫輻射環,這就是隱藏在深深的地下卻能窺探到宇宙奧秘的中微子天文學!超新星1987A爆發時產生的中微子就被神岡探測器和美國的中微子探測器一起接收到!在上世紀九十年代神岡探測器又經過升級成了上文中的超級神岡探測器!另中微子探測也讓日本在諾貝爾獎上有所斬獲,1998年領導中微子探測的日本科學家小柴昌俊首次確認了中微子震盪現象,並在2002年時獲得了諾貝爾物理學獎。

基礎科學研究的突破越來越離不開超級設備與工程的支持,我國在中微子探測方面也在追趕腳步,大亞灣核電站深處的岩層下就有超級陣列的中微子探測設備,當然原理一樣!但研究的目標主要是核電站本身所產生的中微子!

大亞灣項目的建造目標也是為了進一步研究中微子振盪!

因為中微子是輕子的一種,它幾乎不與任何物質發生反應,地球上每天都有大量的中微子「穿過」,它們主要來自太陽、超新星爆發等。

日本東京大學在一個廢棄的礦山深處儲存了五萬噸的純水,建造了這個深達1000米的超級神岡中微子探測器,最初的目的是探測質子衰變同時也用來尋找中微子。

前邊已經說了中微子幾乎不與任何物質發生反應,幾乎只參與弱相互作用。我們的身體每天都有大量的中微子穿過,人類探測它們很困難,但也並不是沒有辦法。中微子入射到探測器後會產生電子和μ子,而中微子探測器中的光電管便可偵測出它們的切連科夫輻射,而超純水就是接受中微子的介質。

這個輻射最早由蘇聯的物理學家切連科夫在1934年發現,當高速帶電粒子在介質中穿行時,如果速度大於該介質中的光速,那麼就會產生一種方向性很強的光輻射,很容易被辨別出來。

好多國家都有類似的中微子探測器,日本的這個中微子探測器的發現已經讓多位科學家獲得了諾貝爾物理學獎。

與此前有關報道的日本大量儲備石油、天然氣、稀土以及煤炭等戰略資源不同,目前日本在地底下儲存的50000噸純水不是作為戰略儲備,而是日本東京大學的小柴、戶冢、梶田三師徒共同創建的超級神岡探測器。

超級神岡探測器之所以要儲存這五萬噸100%的超純水,主要是探測質子衰變以及被設計用來來尋找太陽、地球大氣的中微子,並觀測銀河系內超新星爆發。

為了達到這一探測目的,日本於1983年在位於日本本州島中部,距名古屋北30公里、大阪東150公里、東京西300公里,且具有「森林之國」、「山水之國」美譽的岐阜縣境內建造了超級神岡探測器。為了阻隔其他宇宙射線的影響,該探測器建在位於一個廢礦地底下約3300英尺處(1000米),設施的主體是一個高41.4米、直徑39.3米的不銹鋼圓柱形的容器,其高度幾乎與15層樓相當,而僅內部探測器盛水的「水箱」直徑為33.8米、高度為36.2米,體積約為3.14*(33.8/2)²*36.2=32464.72立方米。

不僅如此,神岡實驗室資深學術顧問小柴昌俊還領導團隊在不銹鋼圓柱形容器的內壁上安裝有11200個光電倍增管,利用超級神岡探測器龐大的體積和無任何污染的超純水,並結合用於中微子個頭小、不帶電,且以接近光速運動,並且可自由穿過地球的特性,探測高速中微子在水中通過時產生的切倫科夫輻射。

經過一系列的觀察和研究,超級神岡探測器可謂是碩果累累,它使得小柴昌俊團隊在探測宇宙中微子和發現宇宙X射線源方面取得較高成就,並因此於2002年獲得諾貝爾物理學獎。與此同時,超級神岡探測器還製造了數個諾貝爾物理學獎等級的成果。

為了是科學研究更加深入,在超級神岡探測器既有1000億日元(約為60以人民幣)投入上,日本政府還打算打造升級版超級神岡探測器,屆時將會有哪些新的成果出現呢,讓我們拭目以待吧!

題目中說的應該是日本的超級神岡探測器(內部裝有五萬噸水),這個科學裝置因探測中微子以及證實了著名的中微子振盪而出名。

可能有些朋友感到疑惑,為什麼探測中微子的裝置需要用到五萬噸超純水呢?

中微子探測,聽上去是多麼的高大上,而且中微子幾乎不與物質發生反應(僅參與弱相互作用和引力相互作用),光用水就能生效了?

還真是這樣,原理就是利用中微子與水的相互作用,產生的次級粒子(電子)運動速度超過了水中的光速,由此產生切倫科夫輻射(散發出藍色光芒被內部的光電倍增管探測)。當然了,探測中微子的辦法並不是只有這一種,這里就不多舉例了。

所以說,這五萬噸水完全是科學研究所用,並沒有什麼其它含義。

❾ 日本在地下1千米深處,儲存5萬噸超純水,20多年來目的何在

地球雖然是一個「水球」,但是地球能夠供人飲用的純凈水並不是很多!如今,水資源也成為了世界上最關注的話題之一.

根據統計,現在人類能飲用的淡水已經越來越少,在水資源日益減少的情況下,日本竟然「偷藏」了5萬噸水在地下,這是怎麼回事?

日本之所以儲存了5萬噸淡水,並不是有什麼見不得人的目的。



總結。

「超級神岡探測器」是日方投資巨款所研究出來的高科技設備,它的作用遠不止這些,其實它還有不少的潛能未被發掘,科學的道路上從來都不是平坦的,但我們要相信,未來「超級神岡探測器」還會有更多的發現。

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