日本有一个世界上最大的中微子探测器，它位于地下1000米深的一个矿井里，里面装满了5万吨超纯水。

这个探测器叫做超级神岛（Super-Kamiokande），简称超神（Super-K）。它是为了探测来自太阳、地球和宇宙的中微子。那么，为什么要用超纯水来探测中微子呢？

中微子是一种没有电荷，质量极小，只参与弱相互作用的基本粒子。它们是宇宙中最多的粒子之一，每秒钟有数千亿个中微子穿过我们的身体，但我们却感觉不到它们的存在。要捕获中微子，就需要一个巨大的探测器，里面装满了可以和中微子发生反应的物质。

超纯水是一种非常适合用来探测中微子的物质。首先，水是一种很常见的物质，可以大量获取和储存。其次，水分子由氢原子和氧原子组成，这两种原子都可以和中微子发生反应，产生可检测的切伦科夫辐射。

当然，并不是任何水都可以用来探测中微子。要求水必须是超纯的，也就是说不能含有任何杂质或放射性元素。因为这些杂质或放射性元素也会发出光或辐射，干扰中微子信号的检测。所以，在制造超神之前，日本科学家花了几年的时间和数千万美元的费用，从日本各地收集了5万吨水，并用特殊的方法将其净化到极致。

这些水被储存在一个直径为39.3米，高为41.4米的不锈钢罐内，并被13,000个光电倍增管环绕，用来检测切伦科夫辐射。这个罐被放在一个地下1000米深的矿井里，以避免来自地面的其他粒子或辐射的干扰。

超神是一个国际合作的项目，由多个国家的科学家参与。它于1996年开始运行，至今已经运行了27年，是世界上最长寿的中微子探测器之一。在这期间，超神取得了许多重要的科学发现，为我们揭开中微子和宇宙的奥秘做出了巨大的贡献。

其中最著名的发现就是中微子振荡。中微子有三种类型，分别叫做电子型中微子、μ型中微子和τ型中微子。这三种类型的中微子可以相互转化，也就是说，一个电子型中微子在飞行过程中可能变成一个μ型中微子或者τ型中微子，反之亦然。

这种转化的现象就叫做中微子振荡。而中微子振荡的前提条件是中微子有质量。这一点和标准模型是相悖的，因为标准模型认为中微子是没有质量的。所以，中微子振荡的发现不仅证明了中微子有质量，而且证明了标准模型是不完备的，需要修正或扩展。

超神是第一个观测到太阳中微子振荡的实验。太阳中微子是由太阳内部的核聚变反应产生的，它们主要是电子型中微子。但是当这些中微子从太阳飞向地球时，它们会发生振荡，变成其他类型的中微子。超神通过检测到太阳中微子数量比预期少了一半，证实了这一现象。

这个发现解决了一个长期困扰物理学家的谜题，也就是太阳中微子问题。这个问题是指，以前的实验观测到的太阳中微子数量比理论预测少了三分之二，导致太阳能量产生机制和核物理理论之间出现了矛盾。

超神的发现表明，太阳能量产生机制和核物理理论都是正确的，只是太阳中微子在飞行过程中发生了振荡，导致部分电子型中微子变成了其他类型的中微子，从而逃过了探测器的检测。

除了中微子振荡之外，超神还观测到了其他一些有趣和重要的现象。例如，超神观测到了超新星爆发产生的中微子。超新星爆发是一种极其强烈的恒星爆炸，它会释放出巨大的能量和大量的中微子。

在2003年2月23日，超神检测到了来自距离地球17万光年远的一个超新星遗迹（SN1987A）的16个中微子信号。这是人类第一次观测到超新星遗迹产生的中微子，也是自1987年以来第一次观测到超新星产生的中微子。这个发现为我们理解超新星爆发的机制和演化提供了宝贵的信息。

另一个例子是，超神观测到了质子衰变。质子衰变是一种假设存在的物理过程，它指的是质子会自发地分裂成其他粒子，并释放出能量。如果质子衰变真的存在，那么意味着所有物质都是不稳定的，最终都会消失。质子衰变也是许多超对称理论和大统一理论所预言的现象之一。

超神不仅是一个科学项目，也是一个人文项目。其中一个故事就是水罐爆炸事件。在2001年11月12日，超神的水罐内发生了一场灾难性的爆炸，导致水罐的一半被炸毁，超过6000个光电倍增管被破坏，水罐内的水也被污染。

原因是有一个光电倍增管因为电压过高而爆裂，引发了连锁反应，导致其他光电倍增管也相继爆裂。这个事件让超神的运行陷入了停顿，也让所有参与者感到了沮丧和绝望。但是，他们没有放弃，而是迅速行动起来，展开了一场艰苦的重建工作。

从全世界收集了新的光电倍增管，重新设计了水罐的结构和电路，清理了水罐内的碎片和污水，重新安装了所有的设备。经过两年多的努力，超神在2006年7月重新开始运行，并恢复了原来的性能。

日本在地下1000米深处储存了5万吨超纯水，并用它来探测中微子。不过这些远远不满足日本人的日常饮用水量，所以说他们向大海排放核污水的行为，还是应该受到世人的谴责。