新浪科技综合|地球上最纯净的水什么样?可能超过你的想象
来源:狂丸科学
什么是世界上最纯净的水?是希腊的melissani湖 , 菲律宾的镜湖 , 抑或是其他令游客啧啧称奇的江河湖海?
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其实 , 如果从科学的角度来回答 , 答案应该是:电阻率为18.2兆欧姆厘米左右的去离子水 , 这才是真正意义上的纯水 。
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想要得到纯度很高的水 , 需要从自来水出发 , 经过过滤、反渗透、树脂混床等步骤 。 但是为了保持纯度 , 需要费的功夫更多 , 要将纯水不停地循环 , 才能去掉溶入水中的材料微粒、气体、细菌等 。 所以在现实生活中 , 我们很难看见纯水 。
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但是世界上有一处地方 , 常年都有着近5万吨处于循环中的纯水 。
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事实上 , 这5万吨纯水被装在一个直径39.3米、深41.4米的大金属桶中:最初注满它就花了整整2个月的时间 。 这个桶位于日本岐阜县的地下1000米处 , 真实身份是东京大学于1983年建造的大型中微子探测器 , 也是和纯水相关的全球最出名的地方 。
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这些水几乎达到了光学意义上的绝对透明 , 有着近18.2兆欧姆厘米的电阻率 , 能最大程度地降低杂质对中微子探测的影响 。
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2015年 , 梶田隆章就因在该探测器发现大气中微子振荡 , 与加拿大萨德伯里中微子观测站分享了该年的诺贝尔物理学奖 。
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或许有人会问 , 为什么要大费周章在地底用纯水来观测中微子 , 在普通的实验室里不行吗?科学家们是在没事烧纳税人的钱么?
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这是因为地球一直处于高能亚原子粒子的不断轰击中 , 宇宙射线在上层大气中发生的相互作用会形成嘈杂的辐射干扰 。
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早在60年代初 , 研究人员就意识到 , 地壳才是这些干扰的最佳掩体 , 岩层还会屏蔽掉讨厌的粒子沉降 , 从那时起 , 高能粒子研究所的选址就多放在了地下 。
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还有一个原因是 , 基于中微子的特性 , 纯水是一个可控的理想撞击环境 , 不会有其他的干扰 。
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中微子接近光速 , 在穿透地球时会有极微小的可能与物质撞击 , 释放轻粒子 。 轻粒子会进一步产生切连柯夫辐射 , 释放出或可见或不可见的光 , 而探测器的主要目的就是观测这些辐射和光 。
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而中微子的数量虽然不少 , 能发生这种撞击的可能性却是微乎其微 。 所以这个研究过程 , 多少有点像瞎猫碰见死耗子 。
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而纯水的一个巨大优势就是获取成本低 , 能大量部署——既然不能增加死耗子的数量 , 人们就多放几只瞎猫来增加一下概率 。
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不过 , 虽然日本的这个研究所出名时间很早、名气也很大 , 但说到中微子探测 , 我们中国也有 。 下图是大亚湾中微子探测装置 , 这些金色圆球和那个日本装置中的一样 , 学名叫光电倍增管 , 是放大光信号用的 。
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而我们投资20亿元自主设计的江门中微子实验室 , 未来也将在广东江门市开平投入使用 。 实验室位于开平市金鸡镇打石山地下700米 , 山体的花岗岩能屏蔽宇宙射线 , 非常适合用来探测中微子 。 这个实验室建成后的规模 , 会比之前的大亚湾中微子实验站还要大100多倍 , 其探测器也是目前全球能量精度最高、规模最大的液体闪烁体探测器 。
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为了探测中微子 , 科学家甚至还在南极洲2000多米的冰层下面 , 建造了名为冰立方的体积巨大的望远镜 , 试图揭开这种微小粒子的秘密 。
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那么问题来了 , 我们地球人为什么要花如此大的力气研究中微子?目前掌握的信息是 , 它是已知的唯一一个在传播过程中不会发生较大衰减的粒子 , 所以相关研究对于探测太阳系外的天体 , 对于宇宙学、天体物理学、粒子物理学的发展 , 都非常重要 。 光在星际传播时会转弯 , 但中微子不会 , 它可以几乎不受阻挡地直线穿过物质 , 也许未来能变成一种先进通讯方式也未可知 。
【新浪科技综合|地球上最纯净的水什么样?可能超过你的想象】不过这些都是科学家们在乎的问题 , 相信很多读者和小编一样好奇 , 用来探测的纯水要是开放出售 , 得多少钱一瓶 , 口感怎么样 。。。。。。
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