引力波 日本在地下1000米，儲(chǔ)存了5萬(wàn)噸超純水，他們?cè)谡沂裁?/h1>
無(wú)用之用，方為大用
【 引力波|日本在地下1000米，儲(chǔ)存了5萬(wàn)噸超純水，他們?cè)谡沂裁?/strong>】
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毫不避諱的說(shuō)，現(xiàn)在絕大部分自然科學(xué)的前沿領(lǐng)域研究都是毫無(wú)用處的，科學(xué)家們用著造價(jià)幾十億上百億，位于太空，沙漠，地下，南北極的大科學(xué)設(shè)備，為的只是滿足自己的好奇心，順便再代表一下全人類(lèi)的求知欲。好在科學(xué)進(jìn)步帶來(lái)的好處是有目共睹的，所以盡管科學(xué)研究越來(lái)越燒錢(qián)，但科學(xué)家們依然能“玩”到新的造價(jià)不菲的“大玩具”。
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廢棄礦井與諾貝爾獎(jiǎng)在日本岐阜縣有一個(gè)廢棄礦山，所屬還有一座深達(dá)1000米的礦井，上世紀(jì)90代日本東京大學(xué)接手這里后，在這個(gè)1000米深的廢棄礦井里建造了一棟相當(dāng)于15層樓高的神秘建筑，并把它命名為“超級(jí)神岡探測(cè)器”
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1996年至今，這座盛有5萬(wàn)噸100%超純水的探測(cè)器，已經(jīng)為日本制造了數(shù)個(gè)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)級(jí)別的成果。而它所探測(cè)的，就是有著“宇宙幽靈”之稱的中微子，一種以接近光速飛行但幾乎不與任何物質(zhì)發(fā)生相互作用的粒子。
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宇宙街溜子在物理學(xué)家的眼里，能被“看到并影響”的物質(zhì)世界是由各種基本粒子構(gòu)成的，它們就好像積木，而四大基本作用力則是積木之間的粘合劑，以及積木之間相互作用的“傳遞者”
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但并不是所有基本粒子都愿意當(dāng)積木的，比如中微子就是一個(gè)不折不扣的“宇宙街溜子”，它從不和其他粒子發(fā)生太多關(guān)系，總是獨(dú)自以近光速遨游宇宙。用物理學(xué)家的話來(lái)說(shuō)，中微子是是宇宙中數(shù)量最為龐大的粒子之一，但由于它屬于中性粒子，所以不參與電磁相互作用。
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這意味著盡管每秒就有10萬(wàn)億個(gè)中微子正在穿過(guò)你的身體，但你卻渾然不知。由太陽(yáng)內(nèi)部核聚變反應(yīng)產(chǎn)生進(jìn)而射向地球的中微子，更是只有十萬(wàn)億分之一被地球上的物質(zhì)吸收，剩下的中微子都穿過(guò)地球飛向宇宙深處了。
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那日本是怎么找到中微子的？物理學(xué)家們告訴我們，光子在水中的速度只有真空中的75%，但中微子的速度卻永遠(yuǎn)保持在相當(dāng)接近光速的水平。
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所以一旦中微子進(jìn)入水里，它的速度就超過(guò)光速了，然后就像飛機(jī)超音速產(chǎn)生音爆一樣，中微子在水中也會(huì)因?yàn)閈"超光速\"而發(fā)出獨(dú)特的切倫科夫輻射光。日本之所以要在1000米深處的地下存儲(chǔ)5萬(wàn)噸沒(méi)有雜質(zhì)的超純水，就是為了盡可能避免除中微子以外其他宇宙射線的干擾，進(jìn)而確保中微子產(chǎn)生的切倫科夫輻射光能被準(zhǔn)確地記錄下來(lái)，這樣一來(lái)只要有光，就說(shuō)明發(fā)現(xiàn)了中微子的痕跡。
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中微子振蕩與諾貝爾獎(jiǎng)恒星物理學(xué)家的計(jì)算表明，太陽(yáng)核聚變反應(yīng)每產(chǎn)生三個(gè)光子就會(huì)伴隨產(chǎn)生兩個(gè)中微子，但在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)地球上探測(cè)到的太陽(yáng)中微子數(shù)量只有理論計(jì)算的三分之一。
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1987年2月23日，天文學(xué)界目睹了一次發(fā)生在16萬(wàn)光年外大麥哲倫星云中的超新星爆發(fā)事件，但這次超新星爆發(fā)所生成的中微子數(shù)量，并沒(méi)有像太陽(yáng)中微子一樣消失三分之二。于是物理學(xué)界猜想中微子應(yīng)該有三種而不是一種，且三種中微子之間還會(huì)相互轉(zhuǎn)化。
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這個(gè)被稱為中微子振蕩的理論預(yù)測(cè)，在1998年被日本超級(jí)神岡探測(cè)器首次確認(rèn)存在，這一突破也讓負(fù)責(zé)中微子項(xiàng)目的日本科學(xué)家小柴昌俊獲得了2002年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。中微子有什么用？
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從預(yù)言存在到發(fā)現(xiàn)再到確認(rèn)中微子振蕩，物理學(xué)界用了將近一個(gè)世紀(jì)，但有關(guān)中微子的其他信息人類(lèi)還一無(wú)所知，也正因如此中微子相關(guān)研究現(xiàn)在已經(jīng)成了物理學(xué)的熱門(mén)之一。2027年之前，日本超級(jí)神岡升級(jí)版頂級(jí)神岡探測(cè)器將開(kāi)始收集中微子數(shù)據(jù)，儲(chǔ)水26萬(wàn)噸的頂級(jí)神岡將擁有數(shù)倍于超級(jí)神岡的探測(cè)能力。
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