时间: 2021-12-09 11:02:18 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 92次
水对于人类来说都是非常的重要的,而且在对于这样一个岛国日本也是非常的重要的,在地下储存5万吨纯净水不是为了节约纯净水,而是对于一个中微子的科学研究。
日本之所以储存了5万吨淡水,并不是有什么见不得人的目的。他们这次的目的是做实验。他们是在研究中微子的穿透性,而这个实验涉及的微观领域是世界各国科学家争相研究的重点。日本人为此储存了这些淡水,还设置了光感应装置来捕捉中微子的变化,不过让人遗憾的是,经历很久的科学的研究,但是还没有科学研究结果。
中微子也可以叫微中子, 非常的小,而且穿透能力很强,他可以自由的穿过地球,并且以接近光速运动,与其它物质之间的相互作用几乎微弱到不存在。
这些的水全部都是由东京大学提炼的,这些水都是没有任何杂质的超级纯净水与普通的水相比,这些水没有任何的微量元素,纯水没有任何的微量元素,所以人类喝起来是非常的不好的,而且日本的研究也是为了研究这样的中子存在,以便来造福社会。
而这并没有对该领域的其他国家的科学家造成打击,他们始终都坚信中微子的存在,他们也一直都在想尽办法的证明这一观点,而各国科学家经过多年的研究,终于还是有了突破性的成果。后来美国科学家在南极洲的科学实验中发现了中微子的存在,这个发现也引起了该领域的震动,所以这样的科学精神还是值得学习的。
水在地球上很常见,地表的七成覆盖着海水,海水的总质量估计高达140亿亿(1.4×10^18)吨。另外,在地下深处1000公里,还隐藏着大量的水,总量估计与地表海水差不多。
但要说真正意义上纯净的水,地球上并没有。在自然界中,水都会或多或少包含一些矿物质、微生物等杂质。不过,日本已经在地下存放了5万吨超纯水,也就是几乎只有水分子(H2O)的水,未来还将会再储存26万吨的超纯水,他们这么做究竟有什么目的呢?
这其实涉及到了追踪宇宙中神秘的“幽灵粒子”——中微子。这是粒子物理标准模型中不可再分割的基本粒子,本身不带电荷,质量极低,以十分接近光速的速度运动。
然而,想要探测到中微子极其困难,因为它们只极为微弱地参与弱相互作用和引力作用。中微子可以非常轻易地穿过诸如地球这样的巨大物体,而不会引起什么反应。
据估计,每秒有100万亿个中微子会穿过人的身体,其中大部分来自于太阳。在太阳的核心区域,氢核聚变产生伽马光子的同时,也会释放出大量的中微子。尽管每时每刻都有大量的中微子穿透我们的身体,但我们无法直接感知到它们的存在。
为了探测到难以捉摸的中微子,需要通过特殊的手段。在地下1公里深的矿山中,日本科学家建造了超级神冈中微子探测器。因为只有远离地表,才能排除掉其他宇宙高能粒子的干扰。而中微子穿透性很强,探测器可以在地下深处来捕捉它们。
除了远离地表,而且还要超纯水。通过特殊的净化系统,去除水中的离子、尘埃颗粒以及微生物等杂质,从而得到基本上只有水分子的超纯水,纯度可达99.999999%。
通常情况下,水可以导电,因为水中包含一些杂质,存在大量自由移动的离子。而超纯水中只有水分子自偶电离产生的少量氢离子和氢氧根离子,其导电性几乎没有,电阻率为18.2 MΩ·cm,可以认为是半绝缘体。
只有去除掉水中的杂质,才有一定概率探测到中微子。当中微子与水分子发生相互作用之后(概率极小),将会释放出速度极快的高能粒子,它们的速度会超过光子在水中传播的速度,从而辐射出波长很短的电磁辐射,这就是切伦科夫辐射。
在超级神冈中微子探测器中,储存着5万吨的超纯水,该研究项目耗资7亿元人民币。未来,日本还要建成超巨型神冈中微子探测器(顶级神冈),其中将会把26万吨超纯水深埋于1750米的地下,新研究项目的耗资将会超过50亿元,建成后将会是世界最大的中微子探测器。
超级神冈探测器于1983年投入使用,它给人类带来了一系列重大科学发现。1987年,超级神冈探测器探测到了大麦哲伦星系(距离16万光年)中的一颗超新星所释放出的中微子,它们比伽马射线暴提前3小时到达地球,这个重要发现给未来预测超新星爆发提供了可能性。
另外,超级神冈探测器还发现了中微子振荡,证明中微子并不像光子那样没有静质量,只是非常低。凭借着这些重大发现,先后有多位物理学家因此获得诺贝尔物理学奖。
预计在2027年,顶级神冈将会投入使用,它的灵敏度比上一代有了大幅提升。到了那时,新一代中微子探测器将有望揭开质子衰变之谜,甚至是宇宙起源之谜。而这一切都离不开看似平常的物质——水。
中微子是一种非常难捕捉的粒子。它可以轻易地穿过宇宙中的物质而不带电,几乎不留痕迹。每秒钟都有数千亿个中微子穿过人体,但人永远感受不到。寻找中微子最好的方法是使用“超神帮”这样的探测器。
中微子虽然速度快,质量小,但通过纯水时会留下微弱的痕迹。这种被称为切伦科夫辐射的现象就是寻找中微子的诀窍。水越纯净,这种辐射就越明显。这就是为什么日本把水藏在一个近千米深的矿井里。
其实这5万吨纯净水也是比较有竞争力的。美国的神岗探测器和中微子探测器接收到了1987A新星爆发时产生的中微子,这也是太阳系外第一次探测到中微子。90年代投资1亿美元将神钢升级为“超级神钢”。这时候加了5万吨纯净水。日本科学家小柴昌俊在超级神冈上首次证实了中微子振荡现象,并于2002年获得了这一发现
中微子被称为宇宙的隐形人。因为不带电,所以不会与物质发生电磁相互作用。这也导致中微子能够轻易地穿透地球。
当然中微子很容易穿透水,那为什么需要纯水来探测中微子呢?
这是因为中微子穿透纯水时会留下痕迹,也就是切伦科夫辐射。会留下蓝色的光芒。
纯水体积越大,切伦科夫辐射越明显。研究中微子定律更容易。
日本的神风探测器在一个1000米深的矿井里。
其设备高41米,长39米。理论上可以装满5万吨纯净水。只研究太阳发出的中微子和质子衰变效应。
太阳、地球、核反应堆、超新星爆发、宇宙诞生的大爆炸等。都产生大量的中微子。它们以接近光速的速度飞行。根据物理理论,每秒钟有1000万亿个宇宙中微子穿过一个人的身体。由于中微子几乎不与物质发生反应,发生反应的概率很小,所以需要建造一个巨大的探测器来“捕捉”它,“超神帮”就是在这样的背景下诞生的。
中国有江门中微子实验用的2万吨液体闪烁探测器,建在广东省江门市开平市大石山、金鸡镇、赤水镇。大石山距离阳江和泰山反应堆只有53公里,符合距离反应堆60公里左右的要求,因为反应堆出来的中微子在这里有最明显的振荡效应。
水对于人类来说都是非常的重要的,而且在对于这样一个岛国日本也是非常的重要的,在地下储存5万吨纯净水不是为了节约纯净水,而是对于一个中微子的科学研究。
日本之所以储存了5万吨淡水,并不是有什么见不得人的目的。他们这次的目的是做实验。他们是在研究中微子的穿透性,而这个实验涉及的微观领域是世界各国科学家争相研究的重点。日本人为此储存了这些淡水,还设置了光感应装置来捕捉中微子的变化,不过让人遗憾的是,经历很久的科学的研究,但是还没有科学研究结果。
中微子也可以叫微中子, 非常的小,而且穿透能力很强,他可以自由的穿过地球,并且以接近光速运动,与其它物质之间的相互作用几乎微弱到不存在
这些的水全部都是由东京大学提炼的,这些水都是没有任何杂质的超级纯净水与普通的水相比,这些水没有任何的微量元素,纯水没有任何的微量元素,所以人类喝起来是非常的不好的,而且日本的研究也是为了研究这样的中子存在,以便来造福社会。
而这并没有对该领域的其他国家的科学家造成打击,他们始终都坚信中微子的存在,他们也一直都在想尽办法的证明这一观点,而各国科学家经过多年的研究,终于还是有了突破性的成果。后来美国科学家在南极洲的科学实验中发现了中微子的存在,这个发现也引起了该领域的震动,所以这样的科学精神还是值得学习的。
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