日本在地下存放了5万吨超纯水,他们的目的是什么?
顾名思义,所谓超纯水就是指非常纯净的水,电阻率达到18兆欧姆·厘米(25℃)的水就可以称为超纯水 。
为什么水的纯净度会与电阻率有关呢?这是因为水本身是电的不良导体,水中的杂质越少,电阻率就越大,相应的其导电性能就越小 。
文章插图
尽管超纯水在自然界中是不存在的,但人类却可以自己动手来制备,通常来讲,超纯水的制备量都很少,不过凡事都有例外,日本东京大学的科学家就在地下存放了5万吨超纯水 。
那么他们的目的是什么呢?答案就是探测宇宙中的“隐身粒子”——中微子 。
探测中微子的难度有多大?
中微子是宇宙中的一种基本粒子,它们的运动速度通常都非常接近光速,强相互作用力和电磁力都不会对中微子产生作用 。
而由于中微子的质量又极小(一般小于电子质量的100万分之1),因此引力对它的作用也几乎等于零,也就是说,四大基本力中有三种都对中微子无效 。
文章插图
弱相互作用力对中微子有效,不过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 。
【日本在地下存放了5万吨超纯水 超纯水是什么水介绍】简单来讲就是,只有中微子直接撞上了原子核内的夸克,科学家才有可能探测得到它们,那这种概率有多大呢?我们不妨来看一下数据 。
原子、夸克和中微子直径的数量级分别为为10^-10米、10^-18米和10^-20米 。
也就是说,如果把中微子放大成一颗直径1厘米的小球,那么按照相同的比例放大,原子的直径就有10万公里,而位于这个原子中心的夸克的直径则却有1米 。
由此可见,中微子击中夸克的概率可以说低得令人发指,所以在绝大多数时候,中微子都是直接穿过原子,我们根本就察觉不到,正因为如此,中微子也被称为“隐身粒子” 。
如何探测中微子?
文章插图
宇宙里中微子的数量相当巨大,对我们地球人而言,平均每秒钟就有数十万亿个中微子穿过我们的身体 。
由此可见,尽管中微子撞上夸克的概率极低,但在如此多的中微子里,仍然可能会有极少的一部分会与地球上的物质产生互动 。
因此科学家只需要建造一个巨大的“靶子”,并对其进行严密的监测,就可能探测得到中微子,而日本在地下存放了5万吨超纯水的目的,就是建造这样一个“靶子” 。
文章插图
这个项目全称为“超级神冈中微子探测实验”(Super-Kamioka Neutrino Detection Experiment) 。
科学家将超纯水装在一个直径39.3米、高41.4米的不锈钢圆柱形容器之内,被深深地埋在日本岐阜县飞驒市神冈町的一处深达1公里的废弃矿井中 。
为了保证水的纯净度,这里的空气都是净化处理过的,而容器里的超纯水更是会被不停地进行循环净化,去除掉其中所有能够被去除的杂质 。
科学家认为,在地下1公里处,可以有效地避免地球表面的各种干扰,而超纯水又几乎是完全透明的,这样就可以大幅度地提高发现中微子的可能性 。
文章插图
当中微子撞上了原子核中的夸克之后,会产生电子和μ子(μ子和电子一样属于轻子,其质量大约为电子的200倍,半衰期只有2.2 x 16^-6秒) 。
推荐阅读
- 手机内存卡是不是叫sd卡
- 成袋的大米怎么保存
- QQ空间保存不了
- 槐花晒干能保存多长时间
- 干豆腐放冰箱保存几天
- 放保鲜的母乳怎么加热 保存的母乳如何加热
- 猪油保存要放盐吗?
- 国寿e宝生存金多久到账
- 罐装牛奶怎么保存不变质 罐装牛奶的保存方法
- 微信文件保存到手机怎么找出 微信文件保存到手机如何找出