世界上最清的水有多清?這裡的水達到了水的極限水是生命之源,也是地球上的寶藏,通常我們喝的水、用的水,看上去差別並不大,都是很清澈乾淨,感覺沒有任何雜質在裡面,可事實並不是這樣,因為多少都會混雜一些雜質、未溶解的離子,甚至再苛刻一些,還摻雜著未溶解的空氣。至於最清的水就是質量達到了水的上限,也就是上面提到的這些在水中都不存在,只有一大團分子式為“H2O”的物質擺在那兒,那麼地球上真有如此理想狀態下的完美水源嗎?
在日本一個礦井下的1000米深處,真就存在著近乎完美的水。2011年,日本為了完成探測中微子的計畫,使東京大學在此礦井之下建設了一個超大型的中微子探測基站,來探測時刻來自宇宙中的中微子。很多人可能會納悶,為什麼要花巨資在千米深的礦井之下建設基站來探測中微子呢?其實,中微子是一種能夠穿越地球上一切物質的粒子,包括地球本身,以近乎光速的速度在宇宙空間中任意穿梭,也就是說宇宙萬物對它而言似乎是不存在的,因此人類就很難探測到它。
雖然說它有著任意穿梭的本領,但這也只是絕大多數情況下,對於原子核,中微子還是“懼怕”的,當中微子撞向原子核時,就會發生反應,釋放出輕粒子,繼而產生一種特殊的射線,人類就依靠這難以發生的瞬間來探測中微子。
我們都知道原子的內部實則是很空曠的,儘管原子核集中了99.97%以上的原子的質量,但體積卻只有原子的幾千億分之一,這也是為什麼中微子幾乎可以任意穿梭宇宙的原因。那麼,怎麼才最有可能看到這一現象呢?如果把中微子比作“攻擊者”,與其作用的物體比作是“受體”,其實我們只需要儘可能地擴大“受體”的體積來提高命中率。於是東京大學的研究者就選擇了6萬噸的超純水,然後放到一個巨大的不鏽鋼桶裡,6萬噸的水可不是一個小數目,這相當於24個國際奧運會標準泳池內的水量放到一個半徑20米,高度50多米的柱形桶中,這極大的提高了“受體”的面積。
注意,我上文提到的是超純水,也就是說這種水幾乎符合了最開始我們提到的最清的水的條件,因為我們需要儘可能地減少水中的雜質,避免讓中微子留下的一點點線索被埋沒。從光學的理論來講,這桶水就是透明的,如果湊近這桶水去看,忽略掉旁邊的桶形,在你面前完全感受不到。
人類建造這樣一個基站,主要目的是為了來探究來自宇宙的中微子對人類生活產生的影響(源頭是質子的衰變),但沒想到,到如今,過去了已經20年之久,最初的任務沒有完成,卻發現了世界之最。今天的就講到這裡,您的點贊是我創作的動力,歡迎關注!