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日本用了20年的時間,在中部的一座山下挖了1000多米,竟然只是爲了埋藏5萬噸的水?
其實我們一直都清楚,雖然日本只是一個彈丸之地,但他卻是一個非常有野心的國家。
日本爲了達到自己的目的,可以不顧其他國家的生死。
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那麽日本這一次用20年的時間來挖山,真的只是爲了藏一些水嗎?還有網友推測,日本之前往大海裏排放核汙水,導致整個地球的生態系統遭到破壞,地球上大部分的海洋水資源都被汙染了。
日本人藏的這些水,是不是他們也意識到了排海所帶來的環境汙染,給自己留了一張底牌?
其實日本人藏的這些水是超純水,這可跟我們平常喝的純淨水不一樣。
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超純水是一種電阻率極高的水,幾乎不含有任何電解質和雜質,具有極高的純淨度,呈現微酸性,PH值基本保持在6.5~8.5之間。
超純水具有表面張力低、穩定性好的優點,因爲它的超高純淨度,被廣泛應用于電子、制藥、化學等多個行業。
和普通的純淨水相比,超純水還有一大優點,即使在1千米以下的深層地帶,超純水也能依舊保持它的超高純淨度。
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因爲以上各種特性,科學家們還會利用超純水來捕捉中微子。
日本人花了這麽大的力氣,在山裏挖了1千米,儲藏這5萬噸的超純水並不是目的,而是想要找一個地方,利用這些超純水來找到中微子。
中微子是自然界中最基本的粒子之一,也是輕子的一種。
中微子是一種非常神秘的粒子,它的個頭很小,質量很輕,有些大小還不如電子的百萬分之一。
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中微子不帶電,可以自由穿過我們生活的地球,可以用接近光的速度運動,和其他物質發生相互作用的可能非常小。
當然了,這也意味著中微子很難被捕捉到,所以他也被科學家們稱作幽靈粒子。
科學家們第一次意識到中微子的存在,是在上世紀初。
有研究人員發現,物質在β衰變過程中,會釋放出和電子組成的β射線。
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奇怪的是,貝塔射線的能譜是連續的,但原子核中所釋放出來的阿爾法射線和伽馬射線則是不連續的。
這個時候科學家們認爲在β衰變的過程當中,應該還有一種物質存在,它的靜止質量爲零、電中性、與光子有所不同。
正是這種物質帶走了放射過程中的一部分能量,因此出現了能量虧損的結果。
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科學家們將它命名爲中微子,並且認爲中微子和物質之間的相互作用非常弱,關于很難通過儀器探測到。
從1930年提出假說,到1956年美國科學家在實驗中直接觀測到了中微子,再到2013年10月23日,科學家們捕捉到了來自太陽系外的高能中微子。
雖然人類研究中微子的曆史已經超過了半個世紀,但實際上我們對中微子的了解非常少,甚至連它的確切質量都說不清楚。
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中微子就好像我們生活中一粒灰塵一樣,你根本發現不了它,因爲他的速度快的像光一樣,可以輕易穿過所有的物體。
不過找到了它,或許就能破解宇宙大爆炸的絕世秘密,探尋宇宙的起源。
中微子也可以用來檢測是否有制造核武器的可能,用于找到反物質。
科學家們研究的東西總是非常宏大,看起來中微子和我們的生活沒有關系,實際上找到中微子可以利用它的隱身能力來運作通訊,從而使信息直接穿過地球,甚至穿過宇宙。
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到那一天,星際通訊就不僅僅只是科幻片了。
而且中微子還可以用于地球斷層掃描,換句話說,我們目前無法觸及的地球深部,可以利用中微子來進行探索。
有了它,我們不僅可以准確找到地球上的所有資源,還可以及時探測地震,在地震即將出現之前提出預警,讓在地震帶上的人們根據地震的實際信息進行預警和安排。
中微子身上一點點的線索,在科學界都是價值連城。
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超純水當中幾乎不含有雜質和電解質,可以才能屏蔽外界的各種幹擾信號,也更容易利用它來捕捉中微子。
正是因爲純度的優勢,即使在高溫、高壓或者強磁場的極端條件下,超純水也能保持穩定,不會對最終的探測精度造成幹擾。
加上超純水的純度高,當中微子與水分子發生微弱反應的時候,科學家所獲得的數據更加精准。
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日本挖山藏的水,就是這五萬噸的超純水,最終的目的自然也是爲了捕捉中微子。
我們這位老鄰居這次可是下了血本,爲了找到中微子,他們還打造了神岡探測器,並且升級成了超級神岡探測器和頂級神岡探測器。
科學家將探測器的光傳感器浸沒在5萬噸的純水當中,水分子會捕獲從太陽和大氣流出的或數百公裏外粒子加速器發射的中微子。
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爲了提高實驗的成功率,2019年時,日本科學家還特意在超純水中加入了稀土金屬钆,就是爲了讓探測器能更好地區分不同類型的中微子和反中微子。
目前日本有三代神岡探測器,2002年時,日本科學家小柴昌俊並利用探測器發現了有關中微子的確鑿證據,並因此獲得了諾貝爾物理學獎。
2015年,小柴的弟子梶田隆章和加拿大科學家阿瑟·麥克唐納因在中微子振蕩方面的發現而分享諾貝爾物理學獎。
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看來日本確實非常在意中微子,也確實在這一領域取得了一些成就。
大概是因爲後來沒有更大的進步,所以日本後來又投入了650億美元,相當于40多億人民幣,修建了頂級神岡探測器。
頂級神岡探測器將被修建在地下約650米深的地方,規模是“超級神岡”的5倍以上。
在水池壁上共有4萬個傳感器,捕捉太空飛來的中微子在水中發生反應後發出的微弱閃光。
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其實我國科學家也一直在尋找中微子,大亞灣核反應堆中微子實驗站,就是我國曆經4年醞釀、4年建設、9年運行取數,用于探測到來自核電站反應堆群的中微子的實驗站。
這裏同樣位于深山之下,以滿足屏蔽宇宙線的目的。
2012年3月8日,大亞灣中微子實驗國際合作組宣布,發現了一種新的中微子震蕩,標志著世界在中微子研究領域又獲得了新的進展。
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2020年12月12日,大亞灣核反應堆中微子實驗站在完成任務使命以後正式退役。
江門中微子實驗被高能物理研究所稱爲“大亞灣二期實驗”,已有中國、意大利、法國、德國、俄羅斯等國家和地區的320多位研究人員參加實驗,是我國目前所進行的中微子實驗。
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參考資料:
[1] 東方網《我國建第2個大型中微子實驗項目 位于地下700米》2015-01-14
[2] 新華網《日本將建“頂級神岡探測器” 期待再獲諾獎級成果》2019-08-21
[3] 科技日報《追尋粒子世界的“隱世高手”》2019-08-27