地下储藏5万吨淡水,用来实时监测宇宙,神冈探测器有何目的?
2025-02-19 06:33:58阅读量:2 字体:大 中 小
在全球大缺水的背景下,日本却在一个废弃矿山的地下拥有五万吨水的储量,而且这五万吨水并不是海水,而是珍贵的淡水。日本人储存这么多水在地下是否别有用心,还是说有什么不可告人的目的。
超级神冈探测器
五万吨水位于日本茂住矿山的地下一千米处,它有一个特别的名字叫作超级神冈探测器。这些水并不是以人们常见的储存水的方式储存在地上的,比如一个大水池,或者放在很多个水桶里,而是用一个高41米、直径39米的不锈钢圆柱容器装着的。
之所以叫探测器,是因为这个储存水的地方并不是为了某个特殊时刻存水,而是为了探测,水箱的外部全部都是探测器,共有11200个光电倍增管,用于探测中微子,探测是通过观察中微子与水中的氢原子氧原子的相互作用过程而完成的。

探测器1983年建成,刚建成时名为“神冈核子衰变实验”,这个设施的存在目的就是探测粒子物理学中的一个基本问题,即质子衰变。质子衰变可以用来解答物理学中的一个难题,为何宇宙中的物质比反物质多?
这个失衡的情况需要人类通过观测才能解答,而神冈核子衰变实验最初就是为了解答这个难题而建成的。后来探测器开始进行扩建,提高了其灵敏度,投入使用后,1987年,它发现了大麦哲伦云中超新星1987A爆发时产生的中微子。
探测器观测中微子
生命体、物质、水、空气和宇宙的一切,可以说都是由基本粒子构成的。基本粒子的定义就像是最小分数一样,无法再次被分解了,而中微子就是基本粒子的其中之一。中微子有几个来源,首先是宇宙诞生的时候产生了大量的中微子。
因此中微子广泛存在于太阳和星星的内部。其次,当一颗大质量恒星崩塌的时候,也会产生大量的中微子。再次,宇宙射线射向地球的时候会先接触到大气层,接触过程中也会产生中微子。
最后,地球内部、核电厂的核反应堆、加速器等等也会产生中微子。中微子几乎是无处不在的,每秒都有数百万亿个中微子来自太阳,然后穿过人类世界,穿过人类的身体,它们是非常微小的基本粒子,甚至是人类体积的百分万之一。
宇宙的诞生和发展过程中有很多谜团,其中最大的谜团之一就是理论上讲,通过与“反物质”的双重湮灭,宇宙应该已经变成了“无物质宇宙”,但事实是人类和众多星球却仍存在于宇宙中。中微子很可能就是解密的关键。
超级神冈探测器的运作原理
超级神冈探测器用一个巨大的水箱,和一万多个光电倍增管进行观测研究。首先,它的实验的目的之一是通过对太阳中微子、大气中微子和人造中微子的观测来阐明中微子的性质。1998年,探测器发现了中微子飞行过程中发生的中微子振荡。
2001年,通过观测太阳中微子,探测器又发现了太阳中微子振荡。2011年,探测器还发现了人造中微子的第三种中微子振荡模式。阐明中微子的特性将帮助人类揭开早期宇宙中物质是如何产生的谜团。
其次,当中微子喷射出的带电粒子传播速度极高,在水中的传播速度甚至能够超过光速时,就会发出切伦科夫光。这种现象可以简单理解为水鸟在水面上快速行进时产生的水波。光电倍增管提供有关接收到的光量和接收时间的信息。
基于它们,带电粒子的能量、行进方向、位置和粒子类型可以被确定。最后,之所以5万吨水组成的探测器要在地下工作,主要是因为地球不断受到来自太空宇宙射线的轰击,而当宇宙射线与地球大气层碰撞时,会产生介子、电子和中微子等粒子。
这些粒子被称为二次宇宙射线,钻入地下后,许多具有研究价值的介子会失去能量并停留在土壤中。而覆盖探测器的山脉就像是一把遮雨伞,阻挡了干扰中微子观测的宇宙射线,宇宙射线即使想要穿透山脉,也会不断衰减。
因为中微子可以穿过任何东西,又在极少数的情况下才可以与物质相互作用,因此尽管大量中微子从太空中落下,但对它们的观察是非常困难非常难实现的。而它们在超级神冈探测大型水箱中可以相互作用,帮助人类更加方便地观察它们。
免责声明:
本文《地下储藏5万吨淡水,用来实时监测宇宙,神冈探测器有何目的?》版权归原作者所有,内容不代表本站立场!
如本文内容影响到您的合法权益(含文章中内容、图片等),请及时联系本站,我们会及时删除处理。
推荐阅读

安史之乱到底多离谱(影响了与外国贸易和往来)
唐朝,那个曾经辉煌灿烂的大国,在安史之乱的狂风暴雨中,遭受了巨大的冲击,不仅国内动荡,就连与外国的贸易和往来也受到了严重的影响。唐朝开元盛世的繁荣景象,似乎掩盖了一些隐患。在长安城灯火辉煌的夜幕下,唐...
阅读: 2168

在汉代被视为神灵的动物有哪些(四神)
汉代绘画中,动物是丰富多彩、栩栩如生的。这不仅是因为汉代人对各种动物的描绘十分生动,更是因为他们赋予了这些动物丰富的想象和神秘的象征意义。在汉代,被视为神灵的动物有许多,其中最为流行的莫过于被称为四神...
阅读: 3446

出轨率最低的三大生肖女生是谁(鼠)
属鼠女、属牛女、属蛇女。在爱情中,忠诚和信任是关系稳定的基石。然而,这些生肖女性天生对待爱情非常忠诚,她们坚守承诺,从不轻易出轨。1. 属鼠女:责任心和家庭观念的代表鼠女拥有强烈的责任心和家庭观念。她...
阅读: 319

日本本州岛发生6.0级地震 遇到地震的逃生方式
北京时间2024年4月2日凌晨3:24:38日本本州岛发生了6.0级地震,遇到地震一定要前往空旷的地点逃生。日本本次发生的地震正中位置位于北纬40.2度、东经141.65度,地震震源的深度是70.0千...
阅读: 1829

女子睡觉被大风吹下11楼身亡 强对流天气的影响
3月31日凌晨强对流天气席卷江西南昌,某小区的一名女子在睡觉时被大风吹下11楼身亡,她的丈夫因分房睡躲过一劫。强对流天气是极其危险的,会造成短时强降水、龙卷风等危害。在这起事故中女子的丈夫万先生描述当...
阅读: 616

女子去世留下400万别墅无人继承 无人继承的财产处理方式
不久前无锡的巫某去世,留下了价值400万元的别墅,因巫某经商欠债无人继承,巫某生前所在村委作为遗产管理人,负责理清她的财产与债务,让债权人和获得公平的赔偿。无锡市锡山区人民法院法官助理贺豪杰表示:巫某...
阅读: 2360

哪吒汽车创始人回应销量下滑 销量下滑的因素
近日哪吒汽车创始人张勇面对2023年销量下滑的原因时分析,哪吒汽车并未深度参与价格战导致销量下滑。哪吒汽车为保持毛利率的正向增长,在2023年的价格战中没有采取过于激烈的竞争方式。张勇透露哪吒汽车在2...
阅读: 2182

南昌强对流天气致4死10余人伤 强对流天气如何避险
3月31日凌晨南昌市突然出现的大风雷电和强降雨天气导致4人死亡,10余人受伤。遇到强对流天气一定要前往安全地点躲避。根据媒体此前报道,许多南昌市民在3月31日凌晨发布视频称当地发生雷暴天气。网传聊天记...
阅读: 2306

中国有威力最大的火山是什么(长白山火山)
世界上有很多著名的火山,比如美国的黄石火山,日本的富士山火山,它们一旦爆发,将会给全球带来灭绝性的灾难。然而,在中国境内也有一座威力堪比它们的巨型火山,近年来,它开始变得越来越活跃,它就是长白山火山。...
阅读: 1599

嫦娥五号返回舱返回地球经历什么过程(半弹道跳跃方式再入返回)
嫦娥五号返回舱的返回过程颇具挑战性,采用的是半弹道跳跃方式再入返回。这一技术是基于牛顿第三定律,即每个作用力都有一个相等且反向的反作用力。在月球表面,嫦娥五号舱体推进器反向喷射颜料,给其一个速度和方向...
阅读: 1626
热门文章
1.世界上十大最危险的鸟类,鹤鸵最凶猛,第三是大长腿
- 1

- 世界上十大最危险的鸟类,鹤鸵最凶猛,第三是大长腿
- 2023-07-06
- 1
2.速度最快的十大海洋生物,最快时速130公里,巨头鲸上榜
- 2

- 速度最快的十大海洋生物,最快时速130公里,巨头鲸上榜
- 2023-07-06
- 2
3.十大聪明鸟类,第一最为聪明,空中霸主排第八
- 3

- 十大聪明鸟类,第一最为聪明,空中霸主排第八
- 2023-07-06
- 3
4.十大最漂亮的鸟,火烈鸟上榜,第八是中国特有的鸟类品种
- 4

- 十大最漂亮的鸟,火烈鸟上榜,第八是中国特有的鸟类品种
- 2023-07-06
- 4
5.十大聪明动物排名,大猩猩排第一,第四可以说话
- 5

- 十大聪明动物排名,大猩猩排第一,第四可以说话
- 2023-07-06
- 5
6.世界上最漂亮的十种老鼠,龙猫原型排第二,第九可以飞
- 6

- 世界上最漂亮的十种老鼠,龙猫原型排第二,第九可以飞
- 2023-07-06
- 6
7.十大著名恐龙,第二最凶猛,第三最聪明
- 7

- 十大著名恐龙,第二最凶猛,第三最聪明
- 2023-07-06
- 7
8.海洋十大危险动物排名,沙岩海葵上榜,第一毒性最强
- 8

- 海洋十大危险动物排名,沙岩海葵上榜,第一毒性最强
- 2023-07-06
- 8
9.十大最强恐龙排名,第一比霸王龙更厉害,西雅茨龙上榜
- 9

- 十大最强恐龙排名,第一比霸王龙更厉害,西雅茨龙上榜
- 2023-07-06
- 9
10.十大最护主的狗,中华田园犬上榜,第九一生只认一个主人
- 10

- 十大最护主的狗,中华田园犬上榜,第九一生只认一个主人
- 2023-07-06
- 10
最近更新

EOS币:深度剖析与未来展望
2025-10-11

APE币:探索其潜力、挑战与未来前景
2025-10-11

比特币最新信息:市场动态、技术进展与未来展望
2025-10-11

比特币登陆:开启数字货币新时代
2025-10-11

SNX币:深度剖析合成资产赛道的潜力之星
2025-10-11

BSV币:比特币分叉币的潜力与争议探索
2025-10-11

比特币最新分析:市场趋势、技术前景与投资策略
2025-10-11

比特币交易技巧:从入门到精通的实战指南
2025-10-11

FTM币:深度解析Fantom区块链生态的核心代币
2025-10-11

RNDR币:去中心化渲染网络的燃料与未来
2025-10-11
