日本超級(jí)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(gè)看起來像超級(jí)惡棍夢想的地方。

超級(jí)Kamiokande(或“超級(jí)K”，有時(shí)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(xué)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(xué)家講述了巨型金屋是如何運(yùn)作的——以及在里面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)。

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(jìn)入。

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

但為什么要抓住他們？

倫敦帝國學(xué)院的Yoshi Uchida博士在接受《商業(yè)內(nèi)幕》采訪時(shí)說：“如果有超新星，一顆恒星會(huì)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(jí)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(huì)發(fā)射出中微子，所以Super-K充當(dāng)一種預(yù)警系統(tǒng)，告訴我們什么時(shí)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(jì)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(cuò)過了一個(gè)，你平均要等幾十年才能看到下一個(gè)。

超級(jí)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(shí)驗(yàn)發(fā)射了一個(gè)中微子光束，通過地球295公里，將在該國西側(cè)的超級(jí)K中拾取。

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

在2020年4月，超級(jí)Kamiokande在自然雜志的封面上出現(xiàn)了一個(gè)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(xué)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(jí)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(huì)立即消滅對方。

“這一結(jié)果使我們比以往任何時(shí)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(xué)院的物理學(xué)家帕特里克·鄧恩博士說：“如果得到證實(shí)——目前我們有95%以上的把握——這將對物理學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)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?yàn)楫?dāng)中微子通過水時(shí)，中微子比光更快。 因此，當(dāng)一個(gè)中微子通過水傳播時(shí)，“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(jī)的速度比聲音的速度快，那么它就會(huì)產(chǎn)生聲音——一個(gè)巨大的沖擊波——以一種較慢的物體不會(huì)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(huì)產(chǎn)生光波。

這個(gè)房間里有11,000個(gè)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(gè)光電倍增管。 這是一個(gè)PMT的顯示模型，用于超級(jí)Kamiokande中微子天文臺(tái)#PMT#光倍增管#超級(jí)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(shí)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(dá)傳感器，水必須比你想象的更干凈。 超級(jí)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(xì)菌。

實(shí)際上讓人毛骨悚然。

烏奇達(dá)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(diǎn)。

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

當(dāng)Super-K需要維護(hù)時(shí)，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(xué)的馬修·馬立克博士和另外兩個(gè)人在他還是一名博士生的時(shí)候，正在從一艘小艇上做維修。

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

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

當(dāng)他們把水從超級(jí)K排出時(shí)，Malek不擔(dān)心污染它。 但當(dāng)他第二天凌晨3點(diǎn)醒來時(shí)，他有一種可怕的意識(shí)。

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

他意識(shí)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(dá)到了他的頭皮。 他很快跳入淋浴，花了半個(gè)小時(shí)大力調(diào)理頭發(fā)。

另一個(gè)故事來自Wascko博士，他聽說在2000年，當(dāng)坦克完全排水時(shí)，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(dāng)他們在2000年把它抽干時(shí)，扳手已經(jīng)溶解了。

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

他說：“我們正在努力讓這項(xiàng)超Kamiokande實(shí)驗(yàn)獲得批準(zhǔn)，這將在大約2026年開始運(yùn)行。

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