你知道吗？在日本岐阜县的偏远地区有座矿山，但这个矿山的开发根本目的不是采矿，而是储存。

日本人在矿山下面挖了约1000米深的空间，储存了5万吨的超纯水。

日本岐阜县野山脚下的一座废弃矿洞，有一个深达千米的空间

超纯水，顾名思义，是一种杂质相当少，少到可以忽略不计的纯水。这种水人类和动物都可以饮用，但因为太过干净，水中原有的各种矿物质、微量元素都被去除了，完全没有营养价值，跟我们日常喝的纯净水是完全不同的。

那么日本存这么多超纯水是干嘛的呢？这水又为什么要存放在这么深的地下？

日本为什么要储存那么多超纯水呢？

日本是个岛国，虽然很多自然资源它都缺乏，但最不缺的就是水，这也是他们能提炼这么多超纯水的基础。而日本储存超纯水的时间已经很久了。

超纯水不适合饮用，通常用在工业领域中，比如电子、电力、日化、生物制药等方面，各种实验室用水都需要大量的超纯水。

而且，超纯水因为几乎不含杂质，还可以用来清洗危险性大的高压变电器。可以说，超纯水的用途相当广泛。

超纯水的等级程度很高，一般用于高端应用

至于提炼超纯水的过程，非常复杂，需要精密的仪器设备，经过反复的过滤才能获得。因此，日本能存5万吨超纯水，一定花了很高的成本。

能花这么大精力研究超纯水，并且在人迹罕至的地方掏出一个巨型空间来专门储存，相信日本的目的肯定也不是为了普通的工业生产。

其实超纯水还有一个很牛的作用——探测中微子。

超纯水可以探测中微子

自然界的构成离不开各种各样的粒子，其中最基本的粒子之一就是中微子。中微子体积小，重量轻，运动速度差不多接近光速，在它的运动中，几乎不与周围的物质产生相互作用。

换句话说，中微子就像一个独行侠，来无影去无踪。它的存在，是科学家预言出来的，但是证实它存在，科学家却又花了20多年。

中微子几乎不与物质相互作用

中微子首次被确切捕捉到，是在2013年11月的时候，南极的科考队把粒子探测器放置到冰层下面，然后惊喜地捕捉到了中微子。

日本的神冈实验室曾在1985年、1987年，探测到了地球大气中和太阳系超新星中的中微子。

此后他们加紧研究，1998年再次实打实地发现了中微子在振荡，日本物理学家小柴昌俊还因此获得了2002年的诺贝尔奖，小柴昌俊的学生梶田隆章也通过这项研究拿下了2015年的诺贝尔奖。

梶田隆章靠这项研究拿下了2015年诺贝尔物理学奖

此后日本在中微子研究的投入越来越大，也以更多的证据证实了中微子在大气中振荡的现象。

然而研究中微子不是哪里都可以，实验需要一些特定的条件，比如南极科考队当年就是把探测器放到冰层下面才捕捉到的。这正是因为中微子小，并且很难与其他物质相互作用的特性，所以探测它的设备不仅要足够大，还要给探测器很好的抗干扰环境，于是科学家才将探测器放在地下。

日本岐阜县矿山下的超纯水储藏空间具体位于飞驒市神冈町，这个矿山是个废弃的砷矿井，地下1000米的深度，是放置中微子探测器的最佳位置，可以帮探测器隔绝来自宇宙的射线干扰。

日本将这个中微子探测器设置在地下1000米处

这个探测器的叫超级神冈探测器，专门用于探测地球大气层以及太阳系的中微子，外加观测超新星。

这5万吨的超纯水存在一个圆柱形不锈钢容器里，容器高41.4米，直径达39.3米。容器里也不止存放了超纯水，还装了一万多个光电倍增管。这个仪器专门用在水中，探测从水中高速通过的中微子。

超级神冈探测器里面还装了一万多个光电倍增管

前面我们提到，中微子是种来无影去无踪的物质，能随心所欲地穿越实体物质，比如人体、墙壁，甚至地球和其他行星，它都能轻松自由地穿过，并且不留下踪迹。

当中微子穿越水这种物质的时候，会产生切连科夫辐射。切连科夫辐射是电磁辐射，发现于1934年，当时就是在液体介质中发现的，并以发现它的苏联科学家名字命名。

超级神冈探测器可以探测到不同来源产生的切连科夫辐射，捕捉中微子。

超级神冈探测器可以探测到不同来源产生的切连科夫辐射

神冈实验室从1996年就开始了这项研究，中途发生过多次意外事故，不得不停下来维修探测器。

虽然实验是从1996年开始的，但矿山下的建造却从1982年就开始了，最初容器里只有3000吨超纯水，光电倍增管的数量也只有1000多只，当时的任务也很基础，只探测质子衰变的问题。

到1985年，整个实验室开始扩建，探测器的灵敏度也大幅度提高。1987年，日本与美国IMB研究团队合作，发现了1987A超新星爆发时竟然产生了中微子，才证实了太阳系外的天体中有这种物质存在。

1987A超新星爆发时竟然产生了中微子

1996年，实验室的超纯水增加到了5万吨，加上超级神冈探测器的诞生，日本终于正式开始观测中微子。小柴昌俊证实，中微子虽小，但确实有质量，并不是曾经物理学预言的零质量。

2002年，超级神冈探测器的探测结果交出了里程碑式的答卷，证实了中微子在反应堆中发生了振荡现象，小柴昌俊的诺贝尔奖就得益于这次的成果。

所以，日本大费周章在矿山底下挖这么深的空间，只是为了搞科研，并且他们的努力还获得了其他国家和国际物理界的认可。

日本依靠这个装置取得了不小的物理成就

前面提过中微子经过液体介质时会产生电磁辐射，日本研究中微子的目的，是想创造清洁能源，比如热能和电能。

我们知道，太阳能发电利用的就是太阳的电磁辐射，既然中微子也能产生这种辐射，为什么不能利用起来发电呢？

而且中微子广泛地存在于宇宙中，取之不尽用之不竭，如果人类掌握了熟练的能源转化技术，那么如今备受争议、可能破坏环境的风能发电也能取缔了。

风力发电近年来备受争议

此外，用中微子的电磁辐射发电，还能弥补太阳能发电的不足。

日本领土面积小，不管是风能还是太阳能发电的应用都有很大的局限性，要是他们能创造一种新型技术解决能源问题，也是给全世界起了一个好头。

中微子的应用除了对能源方面有利好，在通讯技术上也有很大帮助。

现在有一种中微子通信技术，就是利用中微子的快速运动和极强的穿透力运载信息。这种方式可以用在需要保密的领域，比如军事、太空作业等等。

美国费米国家实验室很早就做有关中微子通信技术的实验

科学家也对中微子的太空利用上赋予了极大的希望，人类多年来一直没有停歇过寻找外星生命的脚步，但发出去的信号几乎杳无音信，若是发射中微子讯号，它便可以避开太空中复杂的射线，带着完整的信息去寻找地外生命。

虽然这些设想目前还有很大的困难，但人类的探索精神迟早能让科学理想实现。

参考资料：

【1】《世界知名的地下实验室》中科院地质地球所