30年前,咱们每天过着平常日子的时候,日本岐阜县飞驒市神冈町的地下一千米深的地方,一群日本科学家搞了件大事。他们在一个废弃的锌矿里面挖了个坑,建起了一个十几层高的不锈钢大罐子,然后给里面灌满了五万吨特别干净的水。这种水不是普通的矿泉水,是特别纯净的超纯水,就叫它“宇宙级纯净水”吧。这些水静静地躺在地下,一待就是快三十年。你知道吗,科学家们花了大力气弄这些超纯水,就是为了捕捉中微子这个宇宙的“隐身者”。 中微子小得很,质量极轻,还不带电,所以它几乎不和任何物质发生反应。每秒都有数万亿个中微子穿过我们的身体和整个地球,但我们根本感觉不到。要想抓住它可不容易。不过科学家发现了一个机会:当中微子偶然撞到水里的原子核时,有极小概率会产生一种叫做“切伦科夫辐射”的现象,就是会发出一道微弱的蓝光。这道蓝光就是中微子留下的唯一痕迹。 普通的水杂质太多,把这道微弱的蓝光都给淹没了。所以科学家们才要把超纯水埋到地下一千米深的地方。那里温度稳定,像个无菌室一样干净。准备好这个环境之后,科学家们就在罐子内壁装上了一万多个金黄色的“灯泡”,实际上是高度敏感的光电倍增管。它们的任务就是捕捉并放大那缕微弱的蓝光。 这个巨大的探测器正式叫“超级神冈探测器”。1998年的时候,这个探测器发现了中微子振荡现象。这个发现证明了中微子具有质量。要知道以前科学家们一直认为中微子没有质量呢!因为这个重要发现,项目的领导者小柴昌俊教授在2002年拿到了诺贝尔物理学奖。梶田隆章后来又凭借积累的数据精确测量了中微子振荡参数,在2015年又拿了一次诺贝尔奖。 除了改写教科书之外,“超级神冈探测器”还捕捉到了来自16万光年外超新星爆发产生的中微子信号。这个成就让人类首次直接探测到太阳系外的中微子信号。它还在监测太阳内部核聚变产生的中微子呢! 现在,我国也在广东江门地下700米深处建设了先进的“江门中微子实验室”,打算对中微子进行更精确的测量。这场探索宇宙奥秘的竞赛还在继续呢!下次再聊吧!