1.12万盏灯泡竟能获诺贝尔奖！超纯水与光电倍增管的浪漫

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视频介绍

水资源的重要性毋庸置疑，但是在日本某地下深处却储存了五万吨纯水，就这么藏了起来，到底是想要干什么呢？ 其实这五万吨水根本就不是拿来喝的，因为它们是超纯水，也就是只有水分子，不含任何矿物质和电离子的水，这样的水人是不能喝的，那搞这么多是要干什么呢？ 谜底揭开！是为了探测宇宙中的隐身粒子中微子。那些来自遥远宇宙、来自黑洞边缘或者来自宇宙线发源地的中微子，甚至可以让我们一探黑洞的究竟。 中微子极其微小，它的直径只有原子的几万分之一，而且它的速度也很快，几乎能媲美光速。正是因为这一特性，也致使它无时无刻不在穿过整个地球，甚至是生物细胞。 换句话说，对中微子而言，所有东西都是透明的，它就像徐志摩诗中所写的那样：我挥一挥衣袖，不带走一片云彩。不过，中微子却是可以被观测到的，当它有幸撞击到原子核上时，便会释放出轻粒子，轻粒子能够进一步产生切连科夫辐射，从而释放出紫外频段的光。从这里可以看出中微子要想击中夸克概率低得令人发指。 因此科学家们想要建造一个靶子，并且对其进行严密监控，这样就能够探测到中微子，因而日本科学家就在地下存放了5万吨超纯水，这5万吨超纯水就是一个巨大的靶子。 科学家先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中，并且埋在一处深达1公里的废弃砷矿中。这个大型设备还有一个高大上的名字超级神冈探测器Super-Kamiokande。 为了保证水的纯净度，这里的空气都是净化处理过的，而容器里的超纯水也会不断地被循环进化，去除所有的杂质。科学家认为在地下1公里处可以有效避免地球表面的各种干扰，而超纯水几乎是完全透明的，这样也能够极大提高探测到中微子的概率。 为了更好探测到这些微弱的光信号，科学家们还在容器内壁设置了1.12万个光电倍增管，这样就能将光信号尽可能放大。在如此多光电倍增管的加持下，光信号已经被放大了1亿倍，即便是微乎其微的切连科夫辐射，也能轻易察觉到。 在这里科普一下，什么是光电倍增管。 光电倍增管Photo Multiplier Tube，简称PMT。是一种应用十分广泛的真空电子器件，它的神奇之处是能将极微弱的光信号转换成电信号输出，并获得惊人的电子倍增能力。 当处于工作状态时，这些光电倍增管就像1万多只眼睛一样，与超纯水一起静静的守候在千里之下，只为见证中微子与原子核相遇的那刻迸发出的微光，也许这就是科学家的浪漫吧。 终于功夫不负有心人，迄今为止这个项目已经多次探测到了中微子，而日本科学家也因此获得了两个诺贝尔物理学奖。 怎么样，相信看完这个视频的小伙伴一定get到了许多小知识！