很多人听过一件奇事:日本岐阜县习飞驒市神冈矿山地下1000米,封存了5万吨超纯水,二十多年持续运转,不少人猜测是水资源储备,真相却完全出乎大家意料。
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地下探测器结构图
这个设施叫超级神冈探测器,5万吨超纯水根本不是拿来用的,它本身就是一台科研仪器的核心部件。地下千米的岩层,是天然“过滤网”,可以过滤掉地面大量宇宙射线带来的干扰,而几乎不受阻碍的中微子,才能被捕捉到。
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中微子探测原理图
中微子被叫做“幽灵粒子”,太阳每秒会释放海量中微子,轻轻松松穿透地球,极少和物质发生碰撞。极少数情况下,中微子撞击水分子粒子,粒子跑的速度超过水里的光速,就会产生微弱蓝色切伦科夫光,水箱内壁一万多只光电倍增管,专门捕捉这转瞬即逝的蓝光。
这个项目最初目标并不是研究中微子,上世纪80年代科学家想寻找质子衰变,可惜始终没有观测到。但1987年,遥远的超新星SN1987A爆炸,十几颗穿越16万年的中微子被探测器捕获,人类正式开启中微子天文学。1998年,实验又发现中微子会飞行中“变身”,也就是中微子振荡,证明中微子是有质量的,直接冲击原有物理理论,这项成果拿下2015年诺贝尔物理学奖,加上2002年诺奖,一池水捧回两座诺奖。
这5万吨也不是一潭死水,超纯水一直在循环过滤,保证极致透明度。直到2026年,探测器依旧坚守岗位,等待太阳、超新星发来的中微子信号,也还在继续寻找质子衰变的蛛丝马迹。
如今这场宇宙探索竞赛,已经变成中、日、美同台比拼。日本下一代顶级神冈探测器正在建设,我国广东江门中微子实验2025年正式采集数据,2026年就发表高质量科研成果,向着破解宇宙谜题大步迈进。
看似埋在地下的一池静水,实则是人类望向浩瀚宇宙的一双眼睛,无数伟大的科学发现,往往就来自这种漫长且枯燥的坚守。
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