什么是世界上最純凈的水？是希臘的melissani湖，菲律賓的鏡湖，抑或是其他令游客嘖嘖稱奇的江河湖海？
其實(shí)，如果從科學(xué)的角度來回答，答案應(yīng)該是：電阻率為18.2兆歐姆厘米左右的去離子水，這才是真正意義上的純水。
想要得到純度很高的水，需要從自來水出發(fā)，經(jīng)過過濾、反滲透、樹脂混床等步驟。但是為了保持純度，需要費(fèi)的功夫更多，要將純水不停地循環(huán)，才能去掉溶入水中的材料微粒、氣體、細(xì)菌等。所以在現(xiàn)實(shí)生活中，我們很難看見純水。
但是世界上有一處地方，常年都有著近5萬噸處于循環(huán)中的純水。
事實(shí)上，這5萬噸純水被裝在一個(gè)直徑39.3米，深41.4米的大金屬桶中：最初注滿它就花了整整2個(gè)月的時(shí)間。這個(gè)桶位于日本岐阜縣的地下1000米處，真實(shí)身份是東京大學(xué)于1983年建造的大型中微子探測器，也是和純水相關(guān)的全球最出名的地方。
這些水幾乎達(dá)到了光學(xué)意義上的絕對透明，有著近18.2兆歐姆厘米的電阻率，能最大程度的降低雜質(zhì)對中微子探測的影響。
2015年，梶田隆章就因在該探測器發(fā)現(xiàn)大氣中微子振蕩，與加拿大薩德伯里中微子觀測站分享了該年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
或許有人會問，為什么要大費(fèi)周章在地底用純水來觀測中微子，在普通的實(shí)驗(yàn)室里不行嗎？科學(xué)家們是在沒事燒納稅人的錢么？
這是因?yàn)榈厍蛞恢碧幱诟吣軄喸恿Ｗ拥牟粩噢Z擊中，宇宙射線在上層大氣中發(fā)生的相互作用會形成嘈雜的輻射干擾。
早在60年代初，研究人員就意識到，地殼才是這些干擾的最佳掩體，巖層還會屏蔽掉討厭的粒子沉降，從那時(shí)起，高能粒子研究所的選址就多放在了地下。
還有一個(gè)原因是，基于中微子的特性，純水是一個(gè)可控的理想撞擊環(huán)境，不會有其他的干擾。
中微子接近光速，在穿透地球時(shí)會有極微小的可能與物質(zhì)撞擊，釋放輕粒子。輕粒子會進(jìn)一步產(chǎn)生切連柯夫輻射，釋放出或可見或不可見的光，而探測器的主要目的就是觀測這些輻射和光。
而中微子的數(shù)量雖然不少，能發(fā)生這種撞擊的可能性卻是微乎其微。所以這個(gè)研究過程，多少有點(diǎn)像瞎貓碰見死耗子。
而純水的一個(gè)巨大優(yōu)勢就是獲取成本低，能大量部署——既然不能增加死耗子的數(shù)量，人們就多放幾只瞎貓來增加一下概率。
不過，雖然日本的這個(gè)研究所出名的時(shí)間很早、名氣也很大，但說到中微子探測，我們中國也有。下圖是大亞灣中微子探測裝置，這些金色圓球和那個(gè)日本裝置中的一樣，學(xué)名叫光電倍增管，放大光信號用的。
而我們新投資20億元自主設(shè)計(jì)的開平中微子實(shí)驗(yàn)室，也即將在廣東江門市開平投入使用了，實(shí)驗(yàn)室位于開平市金雞鎮(zhèn)打石山地下700米，山體的花崗巖能屏蔽宇宙射線，非常適合用來探測中微子。這個(gè)實(shí)驗(yàn)室建成后的規(guī)模，會比之前的大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)站還要大100多倍，其探測器也是目前全球能量精度最高、規(guī)模最大的液體閃爍體探測器。
為了探測中微子，科學(xué)家甚至還在南極洲2000多米的冰層下面，建造了名為冰立方的體積巨大的望遠(yuǎn)鏡，試圖揭開這種微小粒子的秘密。
那么問題來了，我們地球人為什么要花如此大的力氣研究中微子？目前掌握的信息是，它是已知的唯一一個(gè)在傳播過程中不會發(fā)生較大衰減的粒子，所以相關(guān)研究對于探測太陽系外的天體，對于宇宙學(xué)、天體物理學(xué)、粒子物理學(xué)的發(fā)展，都非常重要。光在星際傳播時(shí)會轉(zhuǎn)彎，但中微子不會，它可以幾乎不受阻擋、干擾、破解地直線穿過物質(zhì)，也許未來能變成一種先進(jìn)通訊方式也未可知。不過這些都是科學(xué)家們在乎的問題，小編比較關(guān)心的是，用來探測的純水要是開放出售，得多少錢一瓶，口感怎么樣......
來源：微信公眾號“狂丸”
