日本在地下1000米深处，储存了5万吨超纯水，20多年来目的何在？( 二 ) 日本作为一个岛国

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Tips：能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一。能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。
1942年，美国物理学家艾伦按照我国物理学家王淦昌提出的方法，首次通过实验间接证实了中微子的存在。
在泡利提出“中微子假说”后的26年后，也就是1956年美国加利福尼亚大学莱因斯教授带领的团队，通过把400升醋酸镉水溶液作为靶液，放入新投入使用的核反应堆中（作中微子源），每小时测得2.8个中微子，这个结果与泡利的理论预测完全一致。因为在实验中直接观测到了中微子，莱因斯于1995年获得诺贝尔奖。

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Tips：诺贝尔奖，是指根据诺贝尔1895年的遗嘱而设立的五个奖项，包括：物理学奖、化学奖、和平奖、生理学或医学奖和文学奖。
中微子，作为宇宙中的基本粒子之一，它们的速度非常接近光速，而且个头小、不带电，只参与非常微弱的弱相互作用和引力相互作用。而且这种力的作用距离极短（小于10^-17米），这个范围其实就是原子核内的夸克层面。
因为中微子，不与其他物质反应的性质，导致科学界花费了接近30年才直接观测到中微子。直到后来，科学家发现，中微子在水中穿行时，又极小的概率与水中的氢原子与氧原子发生反应。由于光在水中的速度只有真空中的75% ，而接近光速的中微子，在水中的速度比光还快，中微子在水中的“超光速”会发出一种独特的辐射光，切伦科夫辐射光。

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Tips：媒质中的光速比真空中的光速小，粒子在媒质中的传播速度可能超过媒质中的光速，在这种情况下会发生切伦科夫辐射，被称为切仑科夫效应Cherenkoveffect 。
而日本之所以会在地深处1000米的地方装上5万吨超纯水，一个是为了更好地与中微子反应，另一个就是为了避免接收到出中微子外其他的宇宙射线，保证中微子发出的切伦科夫辐射光能被准确的记录下来。
为了记录这些辐射光，科学家在超级神冈探测器的内壁上设置了1.12万个光电倍增管，其功能是将辐射光信号尽可能地放大（可以高达1亿倍）。工作时，这一万多个光电倍增管就是一万多只眼睛，它们在黑暗中忠实的记录着中微子在超纯水中反应发出的切伦科夫辐射光信号。
事实证明这个装置十分有效，不仅首次观测到超新星爆发时散射的中微子，还观测到来自太阳系的中微子。

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Tips：超新星爆发是某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。这种爆炸过程中所突发的电磁辐射经常能够照亮其所在的整个星系，并可持续几周至几个月才会逐渐衰减变为不可见。
是的，这些会“隐身”的中微子就是来自于太阳。太阳这个巨大的恒星，相当于一个大型的热核反应堆，无时不刻进行着聚变反应，向宇宙散发出无数的中微子，因为地球没有完全接受到来自太阳的中微子，所以无法估计中微子的数量有多大。
根据物理学家的研究表明，太阳每产生3个光子就会伴随产生两个中微子，但在相当长的时间里，地球上观测到的中微子数量只有理论的三分之一，这就是美国科学家戴维斯发现太阳中微子失踪之谜，他也因此获得了2002年的诺奖。

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Tips：原子核中蕴藏巨大的能量，原子核的变化（从一种原子核变化为另外一种原子核）往往伴随着能量的释放。核聚变是核裂变相反的核反应形式。
我们不禁会想这剩下的三分之二的中微子跑到哪里去了，凭空消失了吗？直到1987年观测到的一场超新星爆炸，那些产生的中微子并没有像太阳中微子一样消失了三分之二，于是科学界猜想，中微子可能不止一种，而是有三种，并且相互之间还可以互相转化，这就是日本东京大学教授小柴昌俊提出的“中微子震荡”假设。在2001年加拿大SNO实验也证实了失踪的太阳中微子转换成了其它中微子。证实了中微子之间可以互相转化，并且中微子的数量不止一种。