高科技
探秘日本Super K中微子探测器
日本Ikeno山下1000米深处有一个看起来就像是漫画中大反派梦想中邪恶老巢的地方。(各处超链接为内部图像的照片，密恐慎点)
Super-Kamiokande(简称Super-K)是一种中微子探测器。中微子是亚原子粒子，它们穿过固体物质，好像穿过空气一样。
这些粒子可以帮助科学家们发现垂死的恒星并掌握更多宇宙的奥秘。
看到亚原子世界
中微子很难被发现，因此Neil deGrasse将它们称为“宇宙中最难以捉摸的猎物”。
他解释说，把探测器藏在岩石和地下深处，是为了挡住空间中的其他粒子。
“物质对中微子毫无阻碍。”他说，“中微子轻易就能穿过一百光年厚的钢板，也不会被减速。”(知识点：光年是长度单位)
但为什么要抓住它们呢？
伦敦帝国理工学院的Yoshi Uchida说：“如果有一颗超新星，一颗坍缩成黑洞的死亡恒星，如果这种情况发生在我们的银河系，像Super-K这样的东西就可以通过中微子的数量上的变化而有所发现。”
恒星开始坍塌之前，它放射出中微子，因此Super-K充当了一种早期预警系统，告诉我们宇宙中何时发生了令人眼花缭乱的大事件。
Uchida说：“理论计算表明，在我们探测器的有效范围内，超新星爆发大约每30年才有一次。如果你错过一次，你就得再等几十年。”
Super-K不单是用来捕获瓢泼而下的中微子。
T2K实验室位于日本的另一侧，它斜着向下对地面发射中微子束，可以被295公里外的Super-K所采集。
中微子在通过物质时会改变自身的振动方式，可以告诉我们更多关于宇宙起源的信息，例如物质与反物质之间的关系。
“大爆炸模型推论出物质和反物质的量应该是相等的，”帝国理工学院的Morgan Wascko说，“但现在[大部分]反物质已经通过这种或那种方式消失了。”
研究中微子可能是搞清它们去哪了的一个有效途径。
Super-K如何捕获中微子
Super-Kamiokande埋在地下1000米处，与15层高的建筑一样巨大，看起来有点像这样(链接为仰拍实景)：
探测器示意图.神冈天文台Kamioka Observatory, ICRR, 东京大学The University of Tokyo
巨大的水箱里装满了50000吨超纯水。这是因为当它在水中的速度超过光通过水介质时的速度。
有个奇妙的现象，当一个中微子穿过水时，“它将辐射出光子，就像飞机突破音速时，它会发出音波爆震——巨大的冲击波。而粒子在介质里超过光速时，产生了类似的电磁冲击波。”
装置内壁上装有11000个金色灯泡。它们是非常灵敏的光探测器，被称为光电倍增管，它可以收集到这些电磁波。点击此处查看。
Wascko将它们描述为“反向灯泡”。简单地说，它们可以检测到微量的光并将其转换成电流。
可怕的纯净水
为了使中微子辐射出的光子到达传感器，水必须比您想象的更纯净。 Super-K要不断过滤重新净化它，用紫外线照射彻底灭菌。
这实际上让人畜无害的水变成了非常令人毛骨悚然的东西。
Uchida说：“超纯水渴望溶解物质。极度纯净的水是非常非常讨厌的东西。它同时具有酸和碱的特征。”
“如果你用超纯水洗澡，你将失去很多角质。”
当Super-K需要维护时，研究人员驾驶橡皮艇过去修理和更换传感器。
曾有科学家在维护时，不小心将头发沾到超纯水。几个小时后，他经历了人生中最难熬的头皮瘙痒。
另一个故事来自Wascko，他听说在2000年大检时，排干所有纯净水之后，人们在水槽最底部找到了一把扳手的遗骸。
“1995年修建时，显然有人把扳手落在了那里。”他说，“2000年把水排干时，扳手已经溶解到模糊了。”
Super K 2.0
Super-K已经算是庞然大物了，但是Wascko告诉Business Insider，科学家已经提出了一种更大的中微子探测器，名为“Hyper-Kamiokande”。
“我们正努力推动Hyper-Kamiokande实验得到批准，大约会在2026年开始运行。”他说。
就容量而言，Hyper-K将比Super-K大20倍，装备了大约99000个光探测器而不是现在的11000个。
本文译自 sciencealert，由 majer 编辑发布。