北京中医医院白癜风 https://jbk.39.net/yiyuanzaixian/bjzkbdfyy/jzpj/引言
日本作为一个岛国,虽然地方不大,人口数量也不多,但是科学十分进步,科研实力很强,成果也颇为丰富。
世界的本原,不仅是哲学上一个最基本的问题,同时也是无数科学家们想要探索出的奥秘。
为了解答这个疑惑,日本甚至在地下一千米深的地方储存了五万吨超纯水。他们为什么要储存这么多超纯水,用意何在呢?
“行踪不定”的中微子
在科学生活中,最常听说的就是分子和粒子,中微子却很少听到。这是因为中微子很难捕捉,行踪不定,别说普通大众,就连科学家想要发现它们的存在都十分困难。
中微子难以发现是因为它们实在太小,不仅尺度小,而且不带电,它们的“绝活”是可以穿透地球,又不被任何阻挡。
想要摸索出这只“小狐狸”狡猾的轨迹,就必须要高标准的实验。
日本在这个领域做得很出众,而且由于开始得很早,所以很有优势。
上个世纪五十年代,日本就已经启动了探索中微子的计划。想要捕捉中微子,他们也尝试用人工制造的方法。
可是,很快这个方法就行不通。因为即使通过撞击粒子来产生新的粒子,或许会有中微子的存在,可是即便产生了,怎么样去发现它又成为一个难题。
中微子的特性就是无所不入,无无可抵挡。它能够穿透一切物质,任何事物都对它没有影响。虽然引力也会对它起到一定的作用,不过它实在太小,所以引力对它的效用也微乎其微。
就在无数次的实验和观察中,人们发现,当中微子穿过超纯水的时候,可能会和水发生反应。
虽然这个概率极其低,但是它只要和水发生反应,那么就会发出一定的辐射。然后科学家们通过辐射的光,就能够发现中微子的轨迹,然后判断中微子的存在。
不过,要想发现它的存在,并不是一件简单的事。首先,超纯水到底需要多少才可以探测到它的轨迹?一吨两吨够不够?
日本为了研究出中微子的存在的奥秘,竟然不惜使用了五万吨水!结果究竟如何?
地下五万吨水只为中微子
在引言中就已提到,日本是个岛国,面积很小。想要在地面上建造一个如此庞大的中微子探测器,难度系数很大。
日本将一切准备条件就绪,尤其是准备好了敏锐的光探测器,只要中微子与水发生反应,它就可以立刻探测到。
既然地表没有足够的空间来完成这一项实验,日本把目光放在了地下。
那么地下有没有这样的条件呢?
日本在一个叫做神冈町的地方找到了一处已经被废弃的矿井。然后在一千米的地下建造了一个实验场所。
一千米厚的土地,足以挡住其他大部分的宇宙射线。但是中微子却可以不受影响地穿透地面,也能穿透一千米的深度,射向实验场所。
所以,即使在如此深的地底下,中微子依然会出现,只不过就看科研人员如何侦测得到。
虽然万事俱备只欠东风,不过想要逮到这只狡猾的“小狐狸”,也并非容易。因为它也并不是随时会和水发生反应,即使已经建造了如此大的实验场所,中微子和水发生反应的概率依然极低。
所以,为了增大这个概率,科研人员准备了几千吨的超纯水,持续不断地灌入探测器。
超纯水和普通水不同,它需要经历很多个步骤才能由普通的水转化成超纯水。存储的水越多,探测的精度就越高。
功夫不负有心人,二十年过去,他们终于发现了中微子。
这次发现极大地鼓舞了科研人员,于是它们加大了投入,探测器再一次进行扩建,这时,储备的超纯水已经高达五万吨。
如此庞大的探测结构,大大增加了发现中微子的概率。
直到年,日本为了加强实验的研究,预备再建造一个升级版探测器。而此前,日本就因为中微子的探测获得了两次诺贝尔奖。
升级版探测器难度再次升级
升级版探测器的可容量这时候更是高达26万吨。探测设备当然也要进行更替升级,新的探测设备不仅在精确度上比原来提升了不少,而且规模也比以往更为宏大。
日本在中微子的领域一直处于世界领先地位,他们不断扩充探测器的容量,对探测器进行更新换代,其目的就是为了保持这份领先的地位和优先权。
但是要打造升级版的探测器也并非易事。想要获得的结果精确,就要保证机器的绝对完善和把控。
想要在中微子领域做出更大的成就,也需要更多的超纯水来反复印证和提取。这些探测结果都是为了以后更惊人的发现。
或许有一天,这里使用的超纯水将达到百万吨。不过既然此前已经有近三十万吨,相信假以时日,这个目标也一定会实现。
所有的实验产品都有它的年限。探测中微子的仪器也不例外。它们使用的年限在二十年左右,过了二十年就要进行替换,把新一代探测器再次放入地下,这无疑也是一个声势浩大的工程。
地下实验地模型小结
几十万吨的超纯水用来做这一项实验究竟值得吗?毕竟在很多气候恶劣而且贫困的国家,水是一件奢侈品。
虽然我们无法得知这些超纯水最后会有什么用途,但是科学的意义在于求得真理,探索世界。
如果说真的能通过这些超纯水发现世界的本原,那么,科研人员夜以继日的付出,以及超纯水的运用都十分值得。