地球上最純凈的水什麼樣？可能超過你的想像

什麼是世界上最純凈的水？是希臘的melissani湖，菲律賓的鏡湖，抑或是其他令遊客嘖嘖稱奇的江河湖海？

其實，如果從科學的角度來回答，答案應該是：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，經過過濾、反滲透、樹脂混床等步驟。但是為了保持純度，需要費的功夫更多，要將純水不停地循環，才能去掉溶入水中的材料微粒、氣體、細菌等。所以在現實生活中，我們很難看見純水。

但是世界上有一處地方，常年都有著近5萬噸處於循環中的純水。

事實上，這5萬噸純水被裝在一個直徑39.3米，深41.4米的大金屬桶中：最初注滿它就花了整整2個月的時間。這個桶位於日本岐阜縣的地下1000米處，真實身份是東京大學於1983年建造的大型中微子探測器，也是和純水相關的全球最出名的地方。

這些水幾乎達到了光學意義上的絕對透明，有著近18.2兆歐姆厘米的電阻率，能最大程度的降低雜質對中微子探測的影響。

2015年，梶田隆章就因在該探測器發現大氣中微子振蕩，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獎。

或許有人會問，為什麼要大費周章在地底用純水來觀測中微子，在普通的實驗室里不行嗎？科學家們是在沒事燒納稅人的錢么？

這是因為地球一直處於高能亞原子粒子的不斷轟擊中，宇宙射線在上層大氣中發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，岩層還會屏蔽掉討厭的粒子沉降，從那時起，高能粒子研究所的選址就多放在了地下。

還有一個原因是，基於中微子的特性，純水是一個可控的理想撞擊環境，不會有其他的干擾。

中微子接近光速，在穿透地球時會有極微小的可能與物質撞擊，釋放輕粒子。輕粒子會進一步產生切連柯夫輻射，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。

而中微子的數量雖然不少，能發生這種撞擊的可能性卻是微乎其微。所以這個研究過程，多少有點像瞎貓碰見死耗子。

而純水的一個巨大優勢就是獲取成本低，能大量部署——既然不能增加死耗子的數量，人們就多放幾隻瞎貓來增加一下概率。

不過，雖然日本的這個研究所出名的時間很早、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日本裝置中的一樣，學名叫光電倍增管，放大光信號用的。

而我們新投資20億元自主設計的開平中微子實驗室，也即將在廣東江門市開平投入使用了，實驗室位於開平市金雞鎮打石山地下700米，山體的花崗岩能屏蔽宇宙射線，非常適合用來探測中微子。這個實驗室建成後的規模，會比之前的大亞灣中微子實驗站還要大100多倍，其探測器也是目前全球能量精度最高、規模最大的液體閃爍體探測器。

為了探測中微子，科學家甚至還在南極洲2000多米的冰層下面，建造了名為冰立方的體積巨大的望遠鏡，試圖揭開這種微小粒子的秘密。

那麼問題來了，我們地球人為什麼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在傳播過程中不會發生較大衰減的粒子，所以相關研究對於探測太陽系外的天體，對於宇宙學、天體物理學、粒子物理學的發展，都非常重要。光在星際傳播時會轉彎，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，也許未來能變成一種先進通訊方式也未可知。不過這些都是科學家們在乎的問題，小編比較關心的是，用來探測的純水要是開放出售，得多少錢一瓶，口感怎麼樣......

來源：微信公眾號「狂丸」

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