20年明天将来本在地下一千米储存了5万吨纯水到底有何目的？

水是生命的源泉，我们的日常生活衣食住行都离不开水这种平平无奇的液体资源。
水是我们人体新陈代谢循环里不可或缺的一种物质，以担保人体正常代谢、调节体温、营养传输和电解质平衡。

水资源在地球表面的分布非常之广，地球表面百分之七十二都被水覆盖，这个数据听起来彷佛非常弘大，取之不尽用之不竭；但真正能被人类所利用的淡水资源只有地球水资源总量的0.0075％。

然而，日本却在岐阜县神冈町地下千米深处，偷偷储存了五万吨用于化工工业等领域的超纯水，二十年来目的何在？日本为什么要储存超纯水，又为什么要将它藏在地下一千米深处？

地表大部分面积被水覆盖

超纯水

我们首先来理解一下什么是超纯水。

常日情形下，用于日常生活的饮用水只须要做到消鸩杀菌就可以利用，还能为人体补充矿物质微量元素；而超纯水只有水分子，除此以外没有任何的杂质有机物和微量元素。
超纯水又被称为UP水，常日情形下，在25摄氏度的常温下水的电阻率要达到18Mcm的标准就可以被认定为是超纯水。

工业上会利用到超纯水

超纯水紧张运用于化工业中须要超临界风雅技能的工序，比如电子工业、食品制药就广泛须要超纯水的运用，才能确保终极产品的质量和卫生。
常日情形下，制备超纯水须要利用少量高锰酸钾的加入进行蒸馏就可以得到，也可以利用强酸型阳离子和强碱性阴离子来去除水中的阳离子和阴离子并蒸馏得到。

那么，日本储藏了二十年的超纯水，也是准备运用于化工业吗？既然如此，在工业环节里现用现制不就好了，何必要将超纯水特地储藏在地下一千米的地方？这里面究竟埋藏着若何的秘密？

实验室里的超纯水

中微子

当然，这些超纯水肯定不是用于普通化工业，而是用于非同凡响的科研项目。
这个科研项目，则与一种微不雅观天下里的物质有关，那便是中微子。

中微子是组成自然界最基本的粒子之一，属于轻子级的范畴。
我们时时刻刻都身处在充斥着中微子的天下之中，中微子可以以靠近光速的速率穿透任何物质，并且险些不会与任何物质发生浸染，乃至每秒都有数万亿的中微子从我们的身体穿身而过，我们却毫无觉得。
因此，中微子又被称为宇宙之中的“隐身者”。

中微子震荡想象图

这种神奇物质的来源却十分扑朔迷离，至今科学界都无法给出一个确切的答案，据科学家推测，中微子可能从超新星爆发时期就已经存在，并且宇宙射线与核反应堆的碰撞，以及太阳核聚变反应也可能会产生中微子。

由于中微子险些不与其它物质产生浸染，且速率极快，以是探测中微子的难度非常的大，要探测中微子必须要足够大的探测器才能够捕捉到一定数量的中微子，常日，为了避免宇宙射线和空间辐射带来滋扰，常日会将中微子探测器建造在深海的海底或地下深处。

中微子可能在超新星爆发时期就存在了

同时，科学家研究创造，险些不与其它物质产生浸染的中微子唯独从超纯水中穿过期会产生奇妙的反应：

由于超纯水的分子构造纯挚，根本形态质子较多，当高速运动的中微子穿过超纯水的质子时，会使质子发生一定情形的衰变，变成高速运动的电离子。
这种电离子的运动速率乃至会超过光在水里的传播速率，乃至能带来类似于“音爆”的冲击波，而这种衰变和冲击波便是人类现有技能可以被不雅观测到的，同时它也是探测到中微子的一个标志。

以是，日本在地下千米处储藏的五万吨超纯水，正是用来探测中微子的。
而日本这藏在地下千米处的中微子探测器，便是著名的超级神冈探测器。

日本的超级神冈探测器

为什么研究中微子？

那么，人们为什么要探测中微子呢？中微子能给人类带来若何的好处？

首先，中微子作为宇宙之中必不可少的一位成员，我们对其仍有许多迷惑尚未揭开。
通过对中微子的研究，我们可以进一步拓展我们的物理认知，打破人们对付粒子的物理标准模型，有助于我们理解微不雅观宇宙和天体恒星的规律和奥秘。
在这些理论的打破根本上，我们才能更好地改造天下，将其转化为科技造福于人类。

研究中微子有利于人类研究微不雅观宇宙

而目前中微子最有可能运用的领域便是通讯，由于其不受任何阻碍且靠近光速的分外性子，极其有利于地面和太空的通讯传播，可以大大提高通讯传播的速率和效率。

除此之外，中微子还可以运用于地质研究，对全体地球进行CT扫描，来对地层进行检测和勘测，帮助研究地球布局的同时还可以预测地震。

以是，中微子探索对付人类的科技进步和宇宙探索有着极为主要的意义。
让我们来看看人类探索中微子的艰辛进程。

中微粒子研究还可以促进人类通讯科技的发展

人类探索中微子之路

中微子最早创造于上世纪五十年代末期，那个时候的人类科技热衷于对放射性物质的研究，科学家通过对衰变的研究在实验室之中利用核反应堆不雅观测到反中微子。
几年后，科学家又成功不雅观测到中微子。

后来，在六十年代末期有一位名叫戴维的科学家首次在对付太阳的放射性研究里不雅观测到了太阳的中微子，同时，戴维惊异地创造，有三分之二的太阳中微子都离奇失落踪，没有人知道它们去了哪儿。
自然，也有人对此提出质疑，认为是戴维对付太阳中微子的理论模型推算失落误或者不雅观测出错。

人类创造有三分之二的太阳中微子离奇失落踪了

不过终极戴维的理论还是得到了成功的验证，并在2002年得到了诺贝尔奖。
但是，光是对中微子的不雅观测是远远不足的，要探测并“捕捉”到中微子来进行研究才能有助于我们的科学进步。
以是对付中微子的下一步研究事情便是通过探测中微子与质子的反应来捕捉中微子。

为此，许多国家针对中微子探测举动步伐都展开了研究，并培植相应的中微子探测举动步伐，比较有名的便是俄罗斯在贝加尔湖地建造的水下中微子探测器，和美国在南极建造的南极冰立方探测器，以及日本在神冈地底建造的超级神冈探测器。

美国在南极建造的南极冰立方探测器

超级神冈探测器

日本对付中微子的探测早在上个世纪八十年代初期就已经开始，并开展了对付中微子探测的“神冈操持”。
1982年开始在神冈一处废弃的一千米深的矿井建造中微子探测器，并于1983年落成。
探测器整体高十六米，直径十五点六米，装有三千吨超纯水介质，和只用于不雅观测中微子与质子产生衰变反应的光电倍增管。

但是，最初的神冈探测器并没有成功不雅观测到质子衰变反应，却无意之中捕捉到了大气中微子的反常征象，这彷佛就与当年失落踪的三分之二太阳微子有关。

为了对其进行深入研究，1985年，日本开始对神冈探测器进行扩建，陆陆续续不断增加光电倍增管和超纯水的容量，将超纯水从三千吨升级到五万吨，打造了超级神冈探测器。

超级神冈探测器

期间研究职员还不雅观测到了太阳系以外超新星爆发产生的中微子，首创了中微子天文学，使得日本荣获了诺贝尔奖。

超级神冈探测器于1996年正式建成并开始不雅观测，并创造了中微子震荡的规律，证明了中微子具有质量，给粒子物理学首创了里程碑意义，又让日本荣获一次诺贝尔奖。

而日本也十分重视对付中微子的探测研究，可能在未来还会将其升级成为“顶级神冈探测器”，其储水量将会在原来根本上增加五倍，光电倍增管也会增加至四万个，进一步加深对付中微子的探测研究。

人类对中微子的研究仍旧在连续

我国中微子实验

自然，我国对付粒子物理的研究也十分重视，个中我国对付中微子的研究紧张以核反应堆研究为主。
由于核反应过程会产生大量的中微子，以是可以用来精确丈量13。
于是我国自2003年起就开始对这个中微子研究操持进行方案和稽核，终极选用精度高且低能量的反应堆丈量中微子稠浊角13的实验方案，并开展大亚湾中微子实验项目。

之后我国得到了中微子在反应堆之中的能量谱和规律等主要研究成果，创造了中微子的第三种震荡模式，开启了未来中微子物理研究的大门，为宇宙反物质和暗物质的研究供应了更多可能性。

我国创造了中微子的第三种震荡模式

大亚湾中微子实验期间，我国积极与国际展开互助互换，在与国际接轨的同时，还培养了一批粒子物理学和核探测技能的高端人才。

在事情九年之后，大亚湾中微子实验装置于2020年正式退役，在大亚湾中微子实验所取得的成功赞助下，我国将于2022年正式开启下一阶段的江门中微子实验操持，试图通过地底反应堆的中微子震荡对中微子的质量顺序进行深入研究，使得我国能在中微子研究领域取得国际领先地位。

中国的大亚湾中微子实验装置

总结

以是，日本二十年来在地下千米处储存的五万吨超纯水的目的正是用于中微子探测研究。
而中微子的科研代价具有独特的前瞻性和根本实质性，能使得人类科技取得重大进步。

以是，各个国家都在积极对中微子的研究进行布局，争先节制中微子的新进展和新打破，相信在各个国家的努力之下，中微子通讯能够成为现实，得以造福于人类，改造出一个全新的天下。

同时，人类现阶段对付中微子的认知局限也充分解释了人类的发展之路还很漫长，我们对付宇宙来说是如此的微小和微不足道。
以是，要想人类变得强大，就必须冲要破认知局限，不断超越认知，才能得以进步。

中微子震荡仿照图