『壹』 日本神岡實驗室,那裡儲存多少噸純凈水呢
始建於1982年,耗時1年才建好。剛建好的時候,它並不叫超級神岡探測器,而是叫它神岡核子衰變實驗。從外表上看它是一個高16米的圓柱形容器,直徑達15.6米,這個容器能裝3000噸水和1000隻光電倍增管。主要是用來研究宇宙中的一些物質的,如探測質子衰變,尋找太陽、地球大氣的中微子等。
對於中微子的研究,不只日本有,我們在這方面也取得值得驕傲的成就。它就是「江門中微子實驗」,我國的這個實驗項目與日本的「頂級神岡」和美國的「深層地下中微子實驗」並列,它將於在2022年開始收集數據。據專家稱,有了這三大實驗的開啟,人類將能更准確,更深層地探測和研究中微子。
『貳』 日本在深航礦山下儲存五萬噸的純水的用途是什麼呢
日本在深航礦山下儲存五萬噸的純水的主要作用就是用來探測中微子的,日本的這個探測中微子的裝置叫做超級神岡探測器。
你知道日本在深航礦山下儲存五萬噸的純水的用途是什麼呢?歡迎留言討論。
『叄』 「超純水」是怎樣的,日本為何要在地下儲存了五萬噸
「超純水」是怎樣的,日本為何要在地下儲存了五萬噸?
如果我們要問哪裡的水是最清澈的,那麼答案大概率就是東京大學在日本岐阜縣飛驒市神岡町茂住礦山地下1000米處修建的超級神岡探測器,在這里儲存在5萬噸超純水。這5噸超純水的純凈程度幾乎是人類技術所能夠做到的極限,沒有任何雜質、離子甚至是沒有任何空氣溶解在水中。那麼問題來了,為什麼在這地下1000米深度儲存5萬噸超純水,到底有什麼用意呢?
『肆』 日本將在地下1750米,存放26萬噸超純水,究竟有何目的
水在地球上很常見,地表的七成覆蓋著海水,海水的總質量估計高達140億億(1.4 10^18)噸。另外,在地下深處1000公里,還隱藏著大量的水,總量估計與地表海水差不多。
但要說真正意義上純凈的水,地球上並沒有。在自然界中,水都會或多或少包含一些礦物質、微生物等雜質。不過,日本已經在地下存放了5萬噸超純水,也就是幾乎只有水分子(H2O)的水,未來還將會再儲存26萬噸的超純水,他們這么做究竟有什麼目的呢?
這其實涉及到了追蹤宇宙中神秘的「幽靈粒子」——中微子。這是粒子物理標准模型中不可再分割的基本粒子,本身不帶電荷,質量極低,以十分接近光速的速度運動。
然而,想要探測到中微子極其困難,因為它們只極為微弱地參與弱相互作用和引力作用。中微子可以非常輕易地穿過諸如地球這樣的巨大物體,而不會引起什麼反應。
據估計,每秒有100萬億個中微子會穿過人的身體,其中大部分來自於太陽。在太陽的核心區域,氫核聚變產生伽馬光子的同時,也會釋放出大量的中微子。盡管每時每刻都有大量的中微子穿透我們的身體,但我們無法直接感知到它們的存在。
為了探測到難以捉摸的中微子,需要通過特殊的手段。在地下1公里深的礦山中,日本科學家建造了超級神岡中微子探測器。因為只有遠離地表,才能排除掉其他宇宙高能粒子的干擾。而中微子穿透性很強,探測器可以在地下深處來捕捉它們。
除了遠離地表,而且還要超純水。通過特殊的凈化系統,去除水中的離子、塵埃顆粒以及微生物等雜質,從而得到基本上只有水分子的超純水,純度可達99.999999%。
通常情況下,水可以導電,因為水中包含一些雜質,存在大量自由移動的離子。而超純水中只有水分子自偶電離產生的少量氫離子和氫氧根離子,其導電性幾乎沒有,電阻率為18.2 MΩ·cm,可以認為是半絕緣體。
只有去除掉水中的雜質,才有一定概率探測到中微子。當中微子與水分子發生相互作用之後(概率極小),將會釋放出速度極快的高能粒子,它們的速度會超過光子在水中傳播的速度,從而輻射出波長很短的電磁輻射,這就是切倫科夫輻射。
在超級神岡中微子探測器中,儲存著5萬噸的超純水,該研究項目耗資7億元人民幣。未來,日本還要建成超巨型神岡中微子探測器(頂級神岡),其中將會把26萬噸超純水深埋於1750米的地下,新研究項目的耗資將會超過50億元,建成後將會是世界最大的中微子探測器。
超級神岡探測器於1983年投入使用,它給人類帶來了一系列重大科學發現。1987年,超級神岡探測器探測到了大麥哲倫星系(距離16萬光年)中的一顆超新星所釋放出的中微子,它們比伽馬射線暴提前3小時到達地球,這個重要發現給未來預測超新星爆發提供了可能性。
另外,超級神岡探測器還發現了中微子振盪,證明中微子並不像光子那樣沒有靜質量,只是非常低。憑借著這些重大發現,先後有多位物理學家因此獲得諾貝爾物理學獎。
預計在2027年,頂級神岡將會投入使用,它的靈敏度比上一代有了大幅提升。到了那時,新一代中微子探測器將有望揭開質子衰變之謎,甚至是宇宙起源之謎。而這一切都離不開看似平常的物質——水。
『伍』 30年前,日本在1000米地下儲藏了5萬噸純凈水,究竟有何目的
眾所周知,日本乃是一個資源短缺的島國,這是先天條件導致的,除了依賴進口外,幾乎沒有解決之道。不過,凡事有利就有弊,雖說日本沒有石油、煤炭等資源,但水資源卻十分豐富,堪稱「取之不盡,用之不竭」。不過奇怪的是,日本岐阜縣卻在1000米的地下儲藏了5萬噸純凈水,他們究竟意欲何為?
由此可見,人類對宇宙的探索從未停止過,大到星體,小到中微子,只要這世上還存在未解之謎,就會有人一直為之奮斗。有句話說得好:好奇才是前進的驅動力,宇宙是神秘的,同樣也是精彩的,終有一天,人類會揭開全部的謎底。
『陸』 日本在地下存了五萬噸超純水,為什麼他們這么做
中微子是一種非常難捕捉的粒子。它可以輕易地穿過宇宙中的物質而不帶電,幾乎不留痕跡。每秒鍾都有數千億個中微子穿過人體,但人永遠感受不到。尋找中微子最好的方法是使用「超神幫」這樣的探測器。
中微子雖然速度快,質量小,但通過純水時會留下微弱的痕跡。這種被稱為切倫科夫輻射的現象就是尋找中微子的訣竅。水越純凈,這種輻射就越明顯。這就是為什麼日本把水藏在一個近千米深的礦井裡。
太陽、地球、核反應堆、超新星爆發、宇宙誕生的大爆炸等。都產生大量的中微子。它們以接近光速的速度飛行。根據物理理論,每秒鍾有1000萬億個宇宙中微子穿過一個人的身體。由於中微子幾乎不與物質發生反應,發生反應的概率很小,所以需要建造一個巨大的探測器來「捕捉」它,「超神幫」就是在這樣的背景下誕生的。
中國有江門中微子實驗用的2萬噸液體閃爍探測器,建在廣東省江門市開平市大石山、金雞鎮、赤水鎮。大石山距離陽江和泰山反應堆只有53公里,符合距離反應堆60公里左右的要求,因為反應堆出來的中微子在這里有最明顯的振盪效應。
『柒』 日本在地下存了五萬噸水,究竟是為何
這個問題先說答案,日本這五萬噸水是為了做物理實驗,探測並捕獲中微子的,項目名稱「超級神岡」,下面有說一下為何需要這五萬噸純凈水。
中微子普遍存在,但難以捕捉
太陽、地球、核反應堆、超新星爆發、宇宙誕生的大爆炸等都產生大量的中微子。它們以接近光速飛行。據物理理論,每一秒鍾,穿過一個人身體,有1000萬億個宇宙中微子。因為中微子幾乎不與物質發生反應,發生反應的概率很小,因此需要建造龐大的探測器來「捕捉」它,」超級神岡「就是在這樣的背景誕生的。
超級神崗誕生
超級神崗源於神岡實驗,神岡實驗採用了3千噸純凈水和1千個極其靈敏、能夠探測到單個光子的光電倍增管。實驗初衷是為了尋找質子衰變,但卻有意外收獲,發現大氣中微子反常,物理理論用中微子振盪解釋大氣中微子反常。科學理論需要實證,因此日本政府批准了「超級神岡」項目,採用了5萬噸純凈水,13000個光電倍增管,這就是5萬噸水的由來。當然超級神岡也不負眾望,測到了足夠的大氣中微子,最終證實了中微子振盪理論。
世界上有不同的中微子探測器
5萬噸純凈水要求超級純,非常難得,但加拿大在一個地下2100米的鎳礦中建造了薩德伯里實驗用昂貴的重水來替代,從核電公司借了1千噸、價值約100億人民幣的重水,這也是很豪的。
各個有實力的國家也紛紛加入中微子探測器行列,,美國採用1-4萬噸液氬探測器的加速器實驗,印度採用5萬噸鐵的INO實驗,韓國1.8萬噸液閃實驗,美國在南極的PINGU實驗,法國在地中海的ORCA實驗等。
中國的中微子探測實驗
中國有採用2萬噸液閃探測器的江門中微子實驗,建於廣東江門開平市金雞鎮、赤水鎮一帶的打石山,打石山正好位於距陽江和台山反應堆等距的53公里處,符合位於距反應堆約60公里的要求,因為這個位置來自反應堆的中微子在此處振盪效應最明顯。
當然作為中微子探測器的旗艦,「超級神岡」也是要升級的,採用了100萬噸純凈水,變身為「超超級神岡實驗」,是不是發現5萬噸水也是小巫見大巫了!
日本在地球存儲的5萬噸水其實是為探測中微子服務的,這些毫無雜質的純水屬於超級神岡探測器的一部分
中微子是一種極難被捕捉到的粒子,不帶電的它可以輕松穿過宇宙中的物質,並且幾乎不留下痕跡,每秒種都有數千億上萬億中微子穿過人體,但人是絕對感覺不到的,而尋找到中微子最好的手段就是藉助類似「超級神岡」這樣的探測器。
中微子雖然速度快而且質量小,但它在穿越純水時會留下微弱的痕跡,這種被稱為契忍可夫輻射的現象就是尋找中微子的訣竅,純水越多這種輻射就會越明顯,這就是為什麼日本在近千米的礦井深處藏水的真相。
事實上這五萬噸純水也比較爭氣,1987年2月的神岡探測器和美國的中微子探測器一起接收到了新星1987A爆發時產生的中微子,這也是首次探測到的太陽系外中微子,90年代時又投資1億美元把神岡升級為「超級神岡」,五萬噸純水就是這時候加進去的,1998年領導超級神岡探測器的日本科學家小柴昌俊首次確認了中微子震盪現象,於2002年獲得了諾貝爾物理學獎。
不只是日本,我國在大亞灣也同樣擁有中微子探測裝置,主要目標是探測臨近的大亞灣核電站進行核反應時產生的中微子,其主體部分也被包裹在純水中。
物理學發展到今天已經離不開高技術設備的支持,除去中微子探測器外,物理學家們還擁有造價上百億美元的大型強子對撞機,這些高 科技 設備一起讓人類的物理學不斷進步
其實這個裝置叫超級神崗探測器,重要是用於探測中微子的,和我國的大亞灣探測一樣。
探測中微子一定要用100%的純水,任何雜質都不能有。
中微子被稱之為宇宙的隱身者,因為它不帶電,所以不會與物質發生電磁相互作用。這也導致中微子可以輕易穿透地球。
當然,中微子也可以輕易穿透水,那為什麼探測中微子還需要純水呢?
這是由於中微子在穿透純水的時候會留下痕跡,也就是契忍可夫輻射。並會留下藍色的輝光。
如果純水的體積越大,那麼留下的契忍可夫輻射就越明顯。就更易研究中微子的規律。
日本的神崗探測器在一個神達1000米的礦井中。
其設備的高度有41米,長度39米。理論上可以裝滿5萬噸的純水。只要研究太陽發出中微子,以及質子衰變效應。
日本後續計劃用該實驗裝置研究超新星爆發,依舊更多宇宙中微子。
這就要求該裝置升級,後續日本政府打算在兩年後在此基礎上建立更加巨型的探測器。
當然神崗探測器已經為日本人囊收了一次諾獎。也就是證實了中微子在反應堆中的震盪。該項目領軍科學家小蔡昌俊也因此獲得2002年諾貝爾物理學獎。
『捌』 在地下一千米深處,暗藏5萬噸超純水,日本20多年來有什麼目的
日本在地下1000米深處,存儲了5萬噸超純水,20多年來目的何在?
日本有一個非常神秘的建築,藏在地下1000米的深處,這個建築裡面儲蓄了50000噸的水,這到底有什麼作用呢?並且這個建築建立了有20年了,還給日本帶來了很多次諾貝爾獎,這個神秘的建築到底是什麼呢?
這個在地下儲備了50000噸水的建築,全稱叫作超級神岡探測器,神岡探測器是目前上世界最大的探測中微子的探測器,它位於日本的岐阜縣飛驒市神岡町。科學家用他們專門來探測中微子的,或者說尋找太陽中的東西。 這個探測器是一個直徑約40米、高41米的圓柱形的容器,據說,這個神岡探測器內部儲存了50000噸高純度的純凈水。它的內部水箱,是一個是不銹鋼材質的直徑為33米、高度為36米的上層探測區,其他的部分就是外部探測區。這個大的水箱內部,周圍一整圈都安裝著一萬多個光電倍增管,這個光電倍增管就是用來探測中微子通過水裡,所產生的切連科夫輻射。 神岡探測器於1983年投入使用,它給人類帶來了一系列重大科學發現。
1987年,超級神岡探測器探測到了大麥哲倫星系中的中子,是一顆超新星裡面釋放出來的,它們比伽馬射線暴速度還要快,大約提前了三小時就穿到了地球,因為有了這一發現,人們預測覺得未來超新星可能會爆發。那麼這個探測器究竟建在1000米以下,究竟是為什麼呢?
物理學家認為, 我們所生活的世界,都是由各種各樣的粒子結合形成的,粒子中也包含了中微子。 但是需要科學來證實人們的想法,物理學家想要繼續 探索 中微子,所以要建造這個神秘的神岡探測儀。之所以蓋在將近1000米深的地層中,是因為宇宙中的射線訊號會影響到研究,所以要阻隔它。並且這個 神岡探測器裡面水必須要非常的干凈,儲存的是純凈水,而且要經過一系列的處理,去除水中的其他雜質,例如離子、微生物等等,這樣就能達到99.99%純度的純凈水了 。
因為中子特別小特別小,而且速度非常快,而且經研究,中子將近接近光速,在地球上,中子無時無刻都有, 每秒大概有100億個中子穿過你的皮膚,但是人們無法感受到,如果想清楚地觀察到它,就必須在一個非常干凈、純凈、沒有任何雜質的地方。所以說日本建立這個神岡探測器,必須在地下1000米深的地方,並儲存5萬噸純凈水 ,為的就是當中子穿過的時候,人們立馬就能觀察到。 據說這個探測器的建成,花費了大約7億人民幣,可謂是一筆巨資。並且日本人也因為這個神岡探測器,多次獲得了諾貝爾獎。
在2002年的時候,日本的科學家小柴昌俊先生,憑借著神岡探測器和超級神岡探測器發現了中微子的證據,獲得了諾貝爾物理學獎;在2015年的時候,小柴昌俊先生的徒弟梶田隆章、加拿大的阿瑟·麥克唐納,兩人發現了中微子振盪方面的信息又從而獲得了諾貝爾物理學獎 , 這讓日本人都引以為傲。目前,頂級神岡探測器也正在建造,預計可能在2027年的時候,全面投入使用,它是一個全新升級版的探測器,會更加的穩定,靈敏度也有了很大的提高。日本人也越來越期待頂級神岡探測器的建成,預計會給他們帶來一個又一個的諾貝爾物理學獎。
神岡探測器為我們證實了許多物理知識,也解釋了一些宇宙中存在的物質,這些物理學家對科學界的貢獻是不可言喻的。在2027年,全新的頂級神岡探測器也會投入使用,讓我們一起期待物理學界新的發現吧!
看完了,記得關注我,咱們下期再見哦!
『玖』 日本將在地下1750米存放26萬噸超純水,究竟有何目的
^水在地球上很常見,地表的七成覆蓋著海水,海水的總質量估計高達140億億(1.4×10^18)噸。另外,在地下深處1000公里,還隱藏著大量的水,總量估計與地表海水差不多。
但要說真正意義上純凈的水,地球上並沒有。在自然界中,水都會或多或少包含一些礦物質、微生物等雜質。不過,日本已經在地下存放了5萬噸超純水,也就是幾乎只有水分子(H2O)的水,未來還將會再儲存26萬噸的超純水,他們這么做究竟有什麼目的呢?
另外,超級神岡探測器還發現了中微子振盪,證明中微子並不像光子那樣沒有靜質量,只是非常低。憑借著這些重大發現,先後有多位物理學家因此獲得諾貝爾物理學獎。
預計在2027年,頂級神岡將會投入使用,它的靈敏度比上一代有了大幅提升。到了那時,新一代中微子探測器將有望揭開質子衰變之謎,甚至是宇宙起源之謎。而這一切都離不開看似平常的物質——水。
『拾』 日本在地下1千米深處,儲存5萬噸超純水,20多年來目的何在
地球雖然是一個「水球」,但是地球能夠供人飲用的純凈水並不是很多!如今,水資源也成為了世界上最關注的話題之一.
根據統計,現在人類能飲用的淡水已經越來越少,在水資源日益減少的情況下,日本竟然「偷藏」了5萬噸水在地下,這是怎麼回事?
日本之所以儲存了5萬噸淡水,並不是有什麼見不得人的目的。
「超級神岡探測器」是日方投資巨款所研究出來的高科技設備,它的作用遠不止這些,其實它還有不少的潛能未被發掘,科學的道路上從來都不是平坦的,但我們要相信,未來「超級神岡探測器」還會有更多的發現。