日本超級Kamiokande里面的水可以溶解金屬

在日本，Ikeno山下隱藏了1000米，這是一個看起來像超級惡棍夢想的地方。

超級Kamiokande(或“超級K”，有時被稱為)是一種中微子探測器。 中微子是亞原子粒子，它穿過空間，穿過固體物質(zhì)，就像空氣一樣。

研究這些粒子有助于科學家探測垂死的恒星，并更多地了解宇宙。 《商業(yè)內(nèi)幕》(Business Insider)向三位科學家講述了巨型金屋是如何運作的——以及在里面進行實驗的危險。

Neutrinos很難被發(fā)現(xiàn)，以至于Neil de GrasseTyson稱它們?yōu)椤坝钪嬷凶铍y以捉摸的獵物”。在這段視頻中，他解釋說，探測室被埋在地球深處，以阻止其他粒子進入。

“物質(zhì)對中微子沒有任何障礙，”他說。 “一個中微子可以穿過一百光年的鋼鐵，甚至不會減速。

但為什么要抓住他們？

倫敦帝國學院的Yoshi Uchida博士在接受《商業(yè)內(nèi)幕》采訪時說：“如果有超新星，一顆恒星會自行崩潰，變成黑洞。 “如果這種情況發(fā)生在我們的星系中，那么超級K這樣的東西就是少數(shù)能從星系中看到中微子的物體之一。

在恒星開始崩潰之前，它會發(fā)射出中微子，所以Super-K充當一種預(yù)警系統(tǒng)，告訴我們什么時候應(yīng)該注意這些耀眼的宇宙事件。

Uchida博士說：“信封背面的計算表明，一顆超新星大約每30年爆炸一次，我們的探測器可以看到這樣的范圍。 “如果你錯過了一個，你平均要等幾十年才能看到下一個。

超級K不僅僅是捕捉到從太空墜落的中微子。

位于日本東京對面的T2K實驗發(fā)射了一個中微子光束，通過地球295公里，將在該國西側(cè)的超級K中拾取。

研究中微子通過物質(zhì)時變化（或“振蕩”）的方式可能會告訴我們更多關(guān)于宇宙起源的信息。

在2020年4月，超級Kamiokande在自然雜志的封面上出現(xiàn)了一個突破，使用探測器使研究人員更接近理解物質(zhì)和反物質(zhì)之間的關(guān)系。

“我們的大爆炸模型預(yù)測物質(zhì)和反物質(zhì)應(yīng)該是在相等的部分中產(chǎn)生的，”帝國學院的摩根·瓦斯科博士對商業(yè)內(nèi)幕表示，“但現(xiàn)在（大部分）反物質(zhì)已經(jīng)通過某種方式消失了。

研究人員在超級Kamiokande發(fā)射中微子和反中微子，以研究它們是如何振蕩的。 根據(jù)帝國的說法，研究人員的發(fā)現(xiàn)提供了“最有力的證據(jù)”，表明物質(zhì)和反物質(zhì)的行為不同，解釋了為什么兩者在宇宙之初不會立即消滅對方。

“這一結(jié)果使我們比以往任何時候都更接近于回答為什么我們宇宙中的物質(zhì)存在的根本問題。 帝國學院的物理學家帕特里克·鄧恩博士說：“如果得到證實——目前我們有95%以上的把握——這將對物理學產(chǎn)生深遠的影響，并將為更好地了解我們的宇宙是如何演化指明方向。

埋在地下1000米處的Super-Kamiokande和一棟15層的建筑一樣大..

巨大的水箱里裝滿了5萬噸超純水。 這是因為當中微子通過水時，中微子比光更快。 因此，當一個中微子通過水傳播時，“它將產(chǎn)生光，就像Concord用來產(chǎn)生聲震一樣，”Uchida博士說。

“如果一架飛機的速度比聲音的速度快，那么它就會產(chǎn)生聲音——一個巨大的沖擊波——以一種較慢的物體不會產(chǎn)生聲音的方式。 同樣，粒子通過水，如果速度超過水中光的速度，也會產(chǎn)生光波。

這個房間里有11,000個金色燈泡。 這些是非常敏感的光探測器，稱為照片倍增管(PMT)，可以接收這些沖擊波。

現(xiàn)在，這是一個光電倍增管。 這是一個PMT的顯示模型，用于超級Kamiokande中微子天文臺#PMT#光倍增管#超級Kamiokande#中微子#物理#粒子物理#日本

金尼爾森(@physics.professor.nielsen)于2018年5月28日PDT上午7時08分分享的一篇文章

瓦斯科博士將它們描述為“燈泡的逆”。簡單地說，它們甚至可以檢測到少量的光，并將其轉(zhuǎn)換成電流，然后可以觀察到。

為了使來自這些沖擊波的光到達傳感器，水必須比你想象的更干凈。 超級K不斷過濾和再凈化它，甚至用紫外線爆炸它，以殺死任何細菌。

實際上讓人毛骨悚然。

烏奇達博士說：“超純水正在等待溶解物質(zhì)。 “純凈水是非常非常非常骯臟的東西。 它具有酸性和堿性的特點。

瓦斯科博士說：“如果你去泡這種超純超K水，你會得到相當多的剝落。 “你要不要。

當Super-K需要維護時，研究人員需要外出使用橡膠小艇來修復(fù)和更換傳感器。

謝菲爾德大學的馬修·馬立克博士和另外兩個人在他還是一名博士生的時候，正在從一艘小艇上做維修。

在一天的工作結(jié)束時，通常帶物理學家進出坦克的岡多拉被打破了，所以他和另外兩個人不得不坐在一起一段時間。 他們乘著自己的船踢了回去，吹著微風。

“我沒有意識到，當我們躺在這些船上交談時，我的頭發(fā)有點，可能不超過三厘米，被浸在水里，”Malek告訴BusinessInsider。

當他們把水從超級K排出時，Malek不擔心污染它。 但當他第二天凌晨3點醒來時，他有一種可怕的意識。

他說：“我早上三點起床，頭皮發(fā)癢，這是我一生中最癢的一次。 “比小時候得水痘還癢。 太癢了，我睡不著。

他意識到水已經(jīng)把他頭發(fā)的營養(yǎng)成分從尖端排出，這種營養(yǎng)缺乏已經(jīng)達到了他的頭皮。 他很快跳入淋浴，花了半個小時大力調(diào)理頭發(fā)。

另一個故事來自Wascko博士，他聽說在2000年，當坦克完全排水時，研究人員在坦克底部發(fā)現(xiàn)了扳手的輪廓。 他說：“很明顯，1995年，有人在那里裝滿了扳手。 “當他們在2000年把它抽干時，扳手已經(jīng)溶解了。

超級Kamiokande可能是巨大的，但Wascko博士告訴商業(yè)內(nèi)幕，一個更大的中微子探測器，稱為“超級Kamiokande”已經(jīng)被提出。

他說：“我們正在努力讓這項超Kamiokande實驗獲得批準，這將在大約2026年開始運行。

超K將比超K大20倍，從純粹的體積來看，大約有99，000個光探測器，而不是11,000個。