哪些国家是现有的高能中微子实验装置

A. 意大利格兰萨索国家实验室一天测出多少中微子

3个。根据网络资料查询显示，意大利格兰萨索国家实验室一天测出3个中微子，意大利格兰萨索国家实验室合察姿作组首次在此信子中微子束流中探森没轮测到子中微子。

B. 中微子到底是真是假

中微子看不见也摸不着，但真实存在

因为中微子不带电，不受电磁力影响，质量近乎零，几乎不受引力影响（且本引力本身极微弱，仅占四大作用力的10^-40,根本抓不住中微子）也完全不参与强作用力,不受宇宙中主要粒子-强子影响,且又以几乎光速运动,所以可以穿过世界上任何物体。

要探测中微子需将中微子探测器放在地底深处或南极冰层中,如此可以捕获微量中微子

正反中微子-模型图

图中＋－号代表不可分割的最小正负电磁信息单位-量子比特（qubit）

（名物理学家约翰.惠勒John Wheeler曾有句名言:万物源于比特 It from bit

量子信息研究兴盛后,此概念升华为，万物源于量子比特）

注：位元即比特

C. 中国的大亚湾中微子实验的成功有着重大的科学意义

正确。

据介绍，大亚湾实验是一个中微子“消失”的实验，它通过分布在三个实验大厅的8个全同的探测器来获取数据。

每个探测器为直径5米、高5米的圆柱形，装满透明的液体闪烁体，总重110吨。周围紧邻的核反应桥乱历堆产生海量的电子反中微子，近点实验大厅中的探测器将会测量这些中微子的初始通量，而远点实验大厅的陪枯探测器将负责寻找预期中的通量减少。

在2011年12月24日至2012年2月17日的实验中，科研人员使用了6个中微子探测器，完成了实验数据的获取、质量检查、刻度、修正和数据分析。结果表明中微子第三种振荡几率为9.2%，误差为1.7%，从而首次发现了这种新的中微子振荡模式。

D. 寻找中微子的最新进展预示着物理学的新篇章

据一直在寻找宇宙的一个重要组成部分的科学家称，物理学的一个新篇章已经开启。 一项重要的实验被用来寻找一种难以捉摸的亚原子粒子：构成我们日常生活的物质的一个关键组成部分，这次搜索未能找到这种被称为为sterile neutrino的亚原子粒子，这现在将引导物理学家走向更有趣的理论，以帮助解释宇宙是如何形成的。

科学技术设施委员会（STFC）的执行主席马克-汤姆森（Mark Thomson）教授将这一结果描述为"相当激动人心"，该委员会资助了英国对Microboone实验的贡献。这是因为相当一部分物理学家一直在以为sterile neutrino的存在是一种可能性为基础发展他们的理论。

Microboone实验的基地位于伊利诺伊州巴达维亚的美国费米国家加速器实验室（Fermilab）就在芝加哥城外。但是来自许多国家的物理学家都参与了这个项目。Microboone的电子架位于探测器的正上方，在一个平台上，可以阻挡可能影响结果准确性的大量宇宙辐射。

中微子是幽灵般的亚原子粒子，它们渗透在宇宙中，但几乎不与我们周围的日常世界发生互动。每一秒钟，都有数十亿个中微子穿过地球--以及生活在地球上的每个人。

中微子有三种已知的形态：electron, muon 以及 tau。1998年，日本研究人员发现，中微子在旅行过程中会从一种变成另一种。

目前的亚原子物理学"大理论"--即所谓的标准模型--无法完全解释这种转换。一些物理学家认为，找出中微子具有如此微小的质量的原因--这就是使它们能够改变形态的原因--将使他们更深入地了解宇宙是如何运作的，特别是宇宙是如何产生的。

目前的理论表明，在大爆炸之后不久，存在着等量的物质和其阴暗的镜像反物质。然而，当物质与反物质相撞时，它们会猛烈地相互湮灭，释放出能量。如果早期宇宙中的物质数量相等，它们应该相互抵消。相反，今天的宇宙大部分是由物质构成的，反物质的数量要少得多。

一些科学家认为，包含中微子转换在内的一些宇宙行为，使一些物质在大爆炸后得以存活，并创造了构成宇宙的行星、恒星和星系。

20世纪90年代，美国能源部新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的一项名为"液体闪穗拍烁器中微子探测器"的实验发现，产生的电子中微子比三中微子转换形态理论所能解释的要多。这一结果在2002年的一次单独实验中得到了证实。

物理学家们提出了第四种中微子的存在，称为sterile neutrino。他们认为这种形式的粒子可以解释电子中微子的过度生产，关键是可以深入了解为什么粒子会改变形态。

它们被命名为sterile neutrino，因为它们被预测为根本不会与物质发生相互作用，而其他中微子可以--尽管非常少。探测到不育中微子将是亚原子物理学中比希格斯玻色子更大的发现，因为与其他形式的中微子和希格斯粒子不同，它不是当前物理学标准模型的一部分。

一个由来自五个国家的近200名科学家组成的团队开发并建造了微型助推器中微子实验，或称Microboone，以便找到它。Microboone由150吨的硬件组成，其空间大小相当于一辆货车。它的探测器高枯陪度敏感：它对亚原子世界的观察被比喻为以超高清的方式观察。

该团队现在宣布，对该实验收集的数据进行的四次单独分析显示，"没有暗示"sterile neutrino的存在。但这一结果与其说是故事的结束，不如说是新篇章的开始。

费米实验室的萨姆-泽勒博士说，未探测到并不意味着与之前的发现相矛盾。

"先前的数据并没有说谎，但有一些非常有趣的事情发生，我们仍然需要解释。数据正在引导我们远离可能的解释，并指向更复杂、更有趣的东西，这真的很令人兴奋。"

曼彻斯特大没族蠢学的贾斯汀-埃文斯教授认为，最新发现所带来的难题标志着中微子研究的一个转折点："每次我们研究中微子，我们似乎都会发现一些新的或意想不到的东西。"Microboone实验室的结果把我们带入了一个新的方向，我们的中微子项目要去探寻其中一些谜团的真相。"

E. 世界上真的存在比光速更快的物质吗

时间，按照西方自然科学的解释，其实很简单。宇宙由多维度组成。比如我们人类能感知到的三维空间。上中下前后左右等。当你从某一个点开始移动到另外一个点时，无论你怎么慎虚快，都是需要时间的。只是这个数字可能会很小而已。但是仍旧需要时间来实现这个位移。
爱因斯坦提出的相对论，说光速是恒定不变的，那是一个理想状态下的假设。不是宇宙的真相。宇宙中比光速更快的确实存在。西方自然科学对此有新的发现了。你可以网络查下。
总之，按照西方自然科学的观点，时间的产生是由于位移而产生的。很多人都想不明白，为什么我不动时，时间依然在流逝呢？
很简答，因为这里提到的位移是相对位移。不是绝对的位移。整个宇宙都是相对而言的。比如你坐在汽车宽腊燃里面，旁边的汽车速度和你一样，你们两个在飞速奔驰的汽车窗口交换物品。聊天。你们看上去是相对静止的。实际在你们两个的汽车都在相对于地面作高速运行。
放开眼界，往大的方面看待整个宇宙，不停的运动，不断的扩展中。一切都在运动。这样，整个宇宙都在不断的位移。我们所在的地球，相对于别的星球一直都在相对位移。于是时间一直都在流逝。
即使按照光速运行，也局洞只是相对而言，时间静止了，其实时间并未静止，除非整个宇宙都静止下来。事实上那样是不可能出现的。
以上只是按照西方自然科学对时间的解释。

如果按照古典文化，比如佛教理论，你可以查看佛教经典。楞严经，金刚经等。

F. 中微子实验有了新目标

来源:海外网

4个中微子探测器安装在巨大的水池中。中国科学院高能物理研究所供图

大亚湾中微子实验3号实验厅，位于山腹之中，上面是360米的岩石层。

2020年12月12日，中科院院士、中科院高能物理研究所所长王贻芳在这里的实验控制屏前按下停止按钮，并宣布：“大亚湾反应堆中微子实验（以下简称“大亚湾实验”）圆满完成科学任务，正式退役！”

从2011年12月24日大亚湾实验三个实验厅同时运行开始，至此，大亚湾实验共运行了3275天。

首次发现中微子的第三种振荡模式

这一年3月，王贻芳领衔的大亚湾实验团队宣布，历时6年的大亚湾实验取得了重大突破——首次发现了中微子的第三种振荡模式，并精确测量到其振荡概率。这项成果在国际高能物理界引起热烈反响，被誉为“开启了未来中微子物理发展的大门”。

同年底，该成果入选美国《科学》杂志2012年度十大科学突破，此后，王贻芳和团队获得了累累殊荣，其中包括被称为科学界“第一巨奖”的基础物理学突破奖。

构成物质世界的12种基本粒子中，中微子就占了1/3，它在宇宙中广泛存在。由于它几乎不跟任何物质发生作用，不容易被捕捉到，因此也成为人类迄今为止了解最少的一种基本粒子。

“然而，了解中微子非常重要，对它的认识和研究将有助于揭开宇宙演变的诸多奥秘。”王贻芳说。

根据“大爆炸”理论，宇宙在诞生之时，物质与反物质应该是等量产生的。但在过去的近百年里，人类在可观测到的宇宙范围内，一直没有发现宇宙中有大量反物质存在的迹象。截至目前，科学家们认为，反物质已经消失了。那反物质到底去哪儿了？这是宇宙起源和演化中的一个重大谜团，而中微子振荡或许是解开这个谜团的钥匙。

要解开这个谜团，中微子混合参数θ13数值的测量是必须跨越的一步。

王贻芳说：“中微子混合参数总共有6个，以前已经有3个半被测出了。只有对混合参数θ13完成测量之后，科学家才能进行下一步工作。”

2003年冬天，当时还是中国科学院高能物理研究所一名普通研究员的王贻芳注意到，利用反应堆中微子来测θ13已成为国际热点，多个外国团队正打算进行同类实验。

“中国绝不能错失这次机会，应该积极参与其中。”同年，王贻芳便提出实验方案，利用我国大亚湾核反应堆群产生的大量中微子，来寻找中微子的第三种振荡，并和同事们设计出了实验装置。此后，经过多方奔走呼吁，2006年，大亚湾实验项目获准立项，成为当时我国基础科学领域最大的国际合作项目。

要捕捉到来无影去无踪的中微子，探测器要足够大和足够灵敏，同时还必须不被宇宙线影响。因此，世界各国的中微子探测器大多建在地下，用厚重的岩层来屏蔽宇宙中各种高能粒子的影响。大亚湾实验也不例外，3个实验大厅，均位于山腹内，由水平隧道相连，上面是厚达几百米的岩石层。

由于绝佳的实验设计方案，起初并不被国内外同行看好的王贻芳团队，在大亚湾实验建成运行后，仅用了55天时间，便发现了一种新的中微子振荡模式，并精确测量了混合参数θ13。

此后，大亚湾实验基于持续累积的统计量和分析技术的改进，不断更新θ13的测量结果，一直保持世界最高精度。

“在可以预见的未来，大亚湾实验的测量精度也不会被其他实验超越。”王贻芳笃定地说。

为何要在此时选择退役

运行近十年，大亚湾实验硕果累累。

2013年，完成了中微子能谱分析研究，进而首次直接测量了与反应堆中微子振荡相关的质量平方差。

2016年，精确测量了反应堆中微子能谱，发现与理论模型存在两种偏差……

在外界看来，成果频出的大亚湾实验项目正当壮年。为何要在此时按下停止键？

对此，王贻芳的回答是：“以前设定的科学目标已经都实现了，继续运行很大程度上是为了提高测量精度，但如果精度不能再进一步提高，继续运行就没有任何意义。”

大亚湾实验的设计方案在2003年就提出了，距今已有17年。

“当年设计时，我们就是按当时可能实现的最高精度来设计的。今天如果让我们再重新设计，仍然无法做到再提高精度，因为已经到极限了。”王贻芳说。

除了一系列重大科学发现外，大亚湾反应堆中微子实验还为我国培养了一大批青年科研人才。中科院高能物理研究所研究员温良剑就是其中之一，12月12日这天，他也在仪式现场，和大家一起见证了大亚湾实验的退役时刻。

当装有探测器的水池盖完全打开后，温良剑为观看直播的观众讲解了探测器捕获中微子的过程。

“水池中的4个圆柱形钢罐，就是探测中微子的中心探测器，每个直径5米，高5米，里面装有液体闪烁体，重110吨。”温良剑说，“中微子在探测器内发生反应后能够激发液体闪烁体，产生微弱的闪烁光。光电倍增管探测到闪烁光，将它转换成电信号，这样我们就探测到了中微子。”

这样装有探测器的水池，在大亚湾中微子实验室总共有3个，打开其中之一的盖子仅仅是完成了实验装置撤除的第一步。

中科院高能物理研究所研究员曹俊介绍：“在接下来的6个月中，我们将把纯净水放空，然后把每个中心探测器打开，一层层撤除里面的部件。有些器件将会被其他实验再利用，比如正在建设中的江门中微子实验等，有些部件和材料则会进行无害化处理。”

此外，1号实验厅将被改造成大亚湾中微子实验的科普展馆，继续供大家参观。

温良剑说：“实验虽然停止运行了，但实验数据物理分析还要做两到三年左右，后续几年还会有重要成果陆续出来。”

新实验瞄准“中微子质量顺序测量”

就在大亚湾实验宣布退役之际，同在广东省的江门中微子实验（以下简称江门实验）正在如火如荼的建设当中。

在江门市西南部的打石山中，大亚湾实验原团队打算造一个全世界最大的液体闪烁体探测器来继续捕捉中微子。这个探测器的主体是一个12层楼高的有机玻璃球，里面盛装2万吨液体闪烁体。这是迄今为止中国最复杂的高能物理实验装置，预计2022年建成。

“与当前最好的国际同类设备相比，它的规模要大20倍，分辨率提高一倍。”王贻芳说。

大亚湾实验结果公布之后，中微子质量顺序测量成为下一步的研究热点，美国、日本、印度等国家逐渐明确了下一步的计划。

这一方向，王贻芳团队也早有谋划。

“中微子质量顺序测量的实验能不能做，取决于一个前提，即中微子第三种振荡的几率一定要够大。”

后来，大亚湾实验测到了中微子第三种振荡，振荡几率大小为9.2%。这一结果远远超过他们的期待值。团队科研人员心里有底了：“后续的中微子实验能做！”

最终，实验选址广东江门，距阳江和台山反应堆群分别约53公里。

不少人认为，江门实验只是大亚湾实验简单的“增大”版。

对此，王贻芳特别解释和强调，两个实验虽然都是研究中微子，但具体科学目标完全不同。大亚湾实验的科学目标是利用核反应堆产生的中微子来测定中微子第三种振荡模式，而江门实验是要实现对中微子质量顺序和中微子振荡参数的精确测量。

“中微子的质量是自然界的基本参数，影响宇宙的演化进程。知道了质量顺序，可以为确定中微子质量和其他研究铺路。”王贻芳说。

《 人民日报 》（ 2020年12月21日 第 19 版）

G. 日本在地下存了五万吨水，究竟是为何

日本确实在地下建造了能储存50000顿纯水的大水箱，这个水箱相当于十几层高的建筑。这5万吨纯水的储备并不是为了备战备荒，而是为了探测中微子。

这个大水箱和周围配置的探测器，被称为超级神冈探测器，是日本东大建造在岐阜县深达千米的废弃矿井里的大型中微子探测系统。

中微子是基本粒子之一，不带电，由于它质量很轻，是电子的百万分之一，所以中微子速度很快，可以自由的穿透物体，从物理学家预言中微子的存在，到实际发现中微子，花了几十年的时间。

中微子穿透力及其强大，通过真个地球也不会减速，我们人体也时刻被来自宇宙的中微子所贯穿。

由于中微子只参与弱相互作用，很难观察，只能通过它与其他橡稿改粒子之间的相互作用产生的切伦科夫辐射来探测。

日本东京大学设计了这个5万吨水的大水槽，基本设计理念是：探测器首先要足够大，里面的介敬腔质要足够的透明，重要的是要屏蔽掉其他宇宙射线的烦扰。

所以日本花费巨资在地下1000米深的矿井里，建造了这个能存50000吨水的大水箱，在周围配置了上万个光电探测器，观察切伦科夫辐射，对中微子来进行探测。

通过神冈探测器，日本多次斩获诺贝尔物理学奖，由此尝到了甜头，日本计划启动最新的顶级神冈探测器，其规模预计是现有超级神冈探测器的5倍以上，将花费近千亿日元进行建设，来 探索 物质和宇宙的起源。

这个问题先说答案，日本这五万吨水是为了做物理实验，探测并捕获中微子的，项目名称“超级神冈”，下面有说一下为何需要这五万吨纯净水。

太阳、地球、核反应堆、超新星爆发、宇宙诞生的大爆炸等都产生大量的中微子。它们以接近光速飞行。据物理理论，每一秒钟，穿过一个人身体，有1000万亿个宇宙中微子。因为中微子几乎不与物质发生反应，发生反应的概率很小，因此需要建造庞大的探测器来“捕捉”它，”超级神冈“就是在这样的背景诞生的。

超级神岗源于神冈实验，神冈实验采用了3千吨纯净水和1千个极其灵敏、能够探测到单个光子梁判的光电倍增管。实验初衷是为了寻找质子衰变，但却有意外收获，发现 大气中微子反常 ，物理理论用 中微子振荡 解释大气中微子反常。科学理论需要实证，因此日本政府批准了“超级神冈”项目，采用了5万吨纯净水，13000个光电倍增管，这就是5万吨水的由来。当然超级神冈也不负众望，测到了足够的大气中微子，最终证实了中微子振荡理论。

5万吨纯净水要求超级纯，非常难得，但加拿大在一个地下2100米的镍矿中建造了萨德伯里实验用昂贵的重水来替代，从核电公司借了1千吨、价值约100亿人民币的重水，这也是很豪的。

各个有实力的国家也纷纷加入中微子探测器行列，，美国采用1-4万吨液氩探测器的加速器实验，印度采用5万吨铁的INO实验，韩国1.8万吨液闪实验，美国在南极的PINGU实验，法国在地中海的ORCA实验等。

中国有采用2万吨液闪探测器的江门中微子实验，建于广东江门开平市金鸡镇、赤水镇一带的打石山，打石山正好位于距阳江和台山反应堆等距的53公里处，符合位于距反应堆约60公里的要求，因为这个位置来自反应堆的中微子在此处振荡效应最明显。

当然作为中微子探测器的旗舰，“超级神冈”也是要升级的，采用了100万吨纯净水，变身为“超超级神冈实验”，是不是发现5万吨水也是小巫见大巫了！

针对题目本身语境，我多说一点题外话，日本在科学技术的许多方面是有领先独到之处，作为邻居的我们要客观看待，不要过分的吹嘘和自卑，随着国家经济实力提升，我们要相信在科学技术领域，中国也会有越来多旗舰项目诞生的。

科学视野，不同解读，感谢大家阅读！

中微子是一种极难被捕捉到的粒子，不带电的它可以轻松穿过宇宙中的物质，并且几乎不留下痕迹，每秒种都有数千亿上万亿中微子穿过人体，但人是绝对感觉不到的，而寻找到中微子最好的手段就是借助类似“超级神冈”这样的探测器。

中微子虽然速度快而且质量小，但它在穿越纯水时会留下微弱的痕迹，这种被称为契忍可夫辐射的现象就是寻找中微子的诀窍，纯水越多这种辐射就会越明显，这就是为什么日本在近千米的矿井深处藏水的真相。

事实上这五万吨纯水也比较争气，1987年2月的神冈探测器和美国的中微子探测器一起接收到了新星1987A爆发时产生的中微子，这也是首次探测到的太阳系外中微子，90年代时又投资1亿美元把神冈升级为“超级神冈”，五万吨纯水就是这时候加进去的，1998年领导超级神冈探测器的日本科学家小柴昌俊首次确认了中微子震荡现象，于2002年获得了诺贝尔物理学奖。

不只是日本，我国在大亚湾也同样拥有中微子探测装置，主要目标是探测临近的大亚湾核电站进行核反应时产生的中微子，其主体部分也被包裹在纯水中。

其实这个装置叫超级神岗探测器，重要是用于探测中微子的，和我国的大亚湾探测一样。

探测中微子一定要用100%的纯水，任何杂质都不能有。

中微子被称之为宇宙的隐身者，因为它不带电，所以不会与物质发生电磁相互作用。这也导致中微子可以轻易穿透地球。

当然，中微子也可以轻易穿透水，那为什么探测中微子还需要纯水呢？

这是由于中微子在穿透纯水的时候会留下痕迹，也就是契忍可夫辐射。并会留下蓝色的辉光。

如果纯水的体积越大，那么留下的契忍可夫辐射就越明显。就更易研究中微子的规律。

日本的神岗探测器在一个神达1000米的矿井中。

其设备的高度有41米，长度39米。理论上可以装满5万吨的纯水。只要研究太阳发出中微子，以及质子衰变效应。

日本后续计划用该实验装置研究超新星爆发，依旧更多宇宙中微子。

这就要求该装置升级，后续日本政府打算在两年后在此基础上建立更加巨型的探测器。

当然神岗探测器已经为日本人囊收了一次诺奖。也就是证实了中微子在反应堆中的震荡。该项目领军科学家小蔡昌俊也因此获得2002年诺贝尔物理学奖。

日本之所以会在地下存五万吨水，是为了测量中微子的运动而存在的，在日本的一个废弃砷矿中，日本东京大学在那里建造了“超级神纲”探测器。

超级神纲探测器是专门用来探测中微子的一个探测器，在这个实验矿洞里装有多达五万吨的纯水，工作人员光需要装填就装填了两周时间。

那么很多小伙伴可能就会有疑问，一万吨纯水怎么就会测量到中微子呢？用其他简答一点的方法难道不行吗？

这是因为中微子是不带电的粒子，所以也使得观测它较为困难，大多数情况下，它可以无视物质的存在直接传过去。

它可以轻而易举的传过地球，每秒中会有几十亿的中微子穿过我们每个人的身体。中微子的最小的质量仅有电子的百万分之一。

但是我们可以利用光的折射率来观测中微子，我们都知道光在水中会折射，因此光在水中的速度会降低到75%光在真空中传播的速度。而中微子的速度是无限接近于光速的，中微子在纯水中行进时会对纯水中的光产生影响。

日本科学家尾田利用这一点观测到了中微子的震动性，并证实了中微子是拥有质量。

事实上在我们这个宇宙当中，有许许多多看不见的粒子，而在这些看不见的粒子当中，有一种粒子就叫中微子，中微子是轻子的一种，也是最基本的粒子之一。

就一些科学数据来看，每秒大概有上千万亿数量的中微子穿过人体，但人类却一无所知，所以寻找中微子就成了人类研究的方向之一。

但中微子的质量很小，且与其他物质的相互作用很弱，如果要捕捉到中微子的踪迹，就需要要有一个非常强大的仪器，而且这个仪器必须要在地下。

因为只有这样才能有效的隔绝外界环境的干扰，于是在种种前提之下，日本的超级神冈探测器就孕育而生。

超级神冈探测器内储存了数万吨的水，这些水为什么能捕捉到中微子呢？答案实际上很好解释，我刚才上面已经说了，中微子与物质的相互作用很弱。

但很弱就代表有非常少的一些中微子，在穿过物质的时候会留下一些痕迹，所以这数万吨的水，就是寻找那一丝丝的痕迹。

比如说中微子在和原子核接触的时候会产生轻粒子，而轻粒子最终就会产生一些可见和不可见的光。

那么为了顺利的捕捉到中微子的踪迹，超级神冈探测器有一万多个光电倍增管，光电倍增管的作用就是放大光的信号，让人们更有效的发现中微子的痕迹....

日本在地下存了五万吨水，究竟是为何？

咋一看还以为是日本又要搞啥阴谋了，当然作为有原罪的日本让各位有这样先入为主的感觉也并无不当，但这从这地下五万吨水的角度联想，很明显这是日本一个探测中微子的科研项目“超级神冈探测器”的主体探测部分！那么吃瓜群众有话要说了，你骗鬼呢！中微子都能穿透地球，那“一桶水”有个毛用啊！你还别说，真有用！

熟悉核反应堆蓝色辉光的朋友马上就知道这是切伦科夫辐射，这是在介质中运动的物质超过光在这种介质中的运动速度时发出的一种电磁辐射，特征就不用说了，上图那蓝幽幽的恐怖光芒就是，但可以放心会发出辐射并不是这种光！它是1934年前苏联物理学家切伦科夫发现，因此以他的名字命名了这种辐射！

超级神冈探测器结构示意图，非常明显，为隔离其他穿透力极强的宇宙射线影响，这些设施都位于极深的地下！

而镶嵌在内壁的一个个半透明玻璃球则是11200个极为敏感的光电探测器，而这个巨大的容器内部可以存放超过5万吨的纯水！探测原理就是“切伦科夫辐射”，因为中微子不会有任何物质阻挡它的前进，因此无论在什么物质中它的速度基本不会改变（中微子极其接近光速）！而光在水中的速度则只有真空中约75%，因此从表面上来看中微子在水中是超过光的速度前进的，因此所经之处会发出切伦科夫辐射！

通过光电探测器探测到的伦科夫辐射环,这就是隐藏在深深的地下却能窥探到宇宙奥秘的中微子天文学！超新星1987A爆发时产生的中微子就被神冈探测器和美国的中微子探测器一起接收到！在上世纪九十年代神冈探测器又经过升级成了上文中的超级神冈探测器！另中微子探测也让日本在诺贝尔奖上有所斩获，1998年领导中微子探测的日本科学家小柴昌俊首次确认了中微子震荡现象，并在2002年时获得了诺贝尔物理学奖。

基础科学研究的突破越来越离不开超级设备与工程的支持，我国在中微子探测方面也在追赶脚步，大亚湾核电站深处的岩层下就有超级阵列的中微子探测设备，当然原理一样！但研究的目标主要是核电站本身所产生的中微子！

大亚湾项目的建造目标也是为了进一步研究中微子振荡！

因为中微子是轻子的一种，它几乎不与任何物质发生反应，地球上每天都有大量的中微子“穿过”，它们主要来自太阳、超新星爆发等。

日本东京大学在一个废弃的矿山深处储存了五万吨的纯水，建造了这个深达1000米的超级神冈中微子探测器，最初的目的是探测质子衰变同时也用来寻找中微子。

前边已经说了中微子几乎不与任何物质发生反应，几乎只参与弱相互作用。我们的身体每天都有大量的中微子穿过，人类探测它们很困难，但也并不是没有办法。中微子入射到探测器后会产生电子和μ子，而中微子探测器中的光电管便可侦测出它们的切连科夫辐射，而超纯水就是接受中微子的介质。

这个辐射最早由苏联的物理学家切连科夫在1934年发现，当高速带电粒子在介质中穿行时，如果速度大于该介质中的光速，那么就会产生一种方向性很强的光辐射，很容易被辨别出来。

好多国家都有类似的中微子探测器，日本的这个中微子探测器的发现已经让多位科学家获得了诺贝尔物理学奖。

与此前有关报道的日本大量储备石油、天然气、稀土以及煤炭等战略资源不同，目前日本在地底下储存的50000吨纯水不是作为战略储备，而是日本东京大学的小柴、户冢、梶田三师徒共同创建的超级神冈探测器。

超级神冈探测器之所以要储存这五万吨100%的超纯水，主要是探测质子衰变以及被设计用来来寻找太阳、地球大气的中微子，并观测银河系内超新星爆发。

为了达到这一探测目的，日本于1983年在位于日本本州岛中部，距名古屋北30公里、大阪东150公里、东京西300公里，且具有“森林之国”、“山水之国”美誉的岐阜县境内建造了超级神冈探测器。为了阻隔其他宇宙射线的影响，该探测器建在位于一个废矿地底下约3300英尺处（1000米），设施的主体是一个高41.4米、直径39.3米的不锈钢圆柱形的容器，其高度几乎与15层楼相当，而仅内部探测器盛水的“水箱”直径为33.8米、高度为36.2米，体积约为3.14*（33.8/2）²*36.2=32464.72立方米。

不仅如此，神冈实验室资深学术顾问小柴昌俊还领导团队在不锈钢圆柱形容器的内壁上安装有11200个光电倍增管，利用超级神冈探测器庞大的体积和无任何污染的超纯水，并结合用于中微子个头小、不带电，且以接近光速运动，并且可自由穿过地球的特性，探测高速中微子在水中通过时产生的切伦科夫辐射。

经过一系列的观察和研究，超级神冈探测器可谓是硕果累累，它使得小柴昌俊团队在探测宇宙中微子和发现宇宙X射线源方面取得较高成就，并因此于2002年获得诺贝尔物理学奖。与此同时，超级神冈探测器还制造了数个诺贝尔物理学奖等级的成果。

为了是科学研究更加深入，在超级神冈探测器既有1000亿日元（约为60以人民币）投入上，日本政府还打算打造升级版超级神冈探测器，届时将会有哪些新的成果出现呢，让我们拭目以待吧！

题目中说的应该是日本的超级神冈探测器（内部装有五万吨水），这个科学装置因探测中微子以及证实了著名的中微子振荡而出名。

可能有些朋友感到疑惑，为什么探测中微子的装置需要用到五万吨超纯水呢？

中微子探测，听上去是多么的高大上，而且中微子几乎不与物质发生反应（仅参与弱相互作用和引力相互作用），光用水就能生效了？

还真是这样，原理就是利用中微子与水的相互作用，产生的次级粒子（电子）运动速度超过了水中的光速，由此产生切伦科夫辐射（散发出蓝色光芒被内部的光电倍增管探测）。当然了，探测中微子的办法并不是只有这一种，这里就不多举例了。

所以说，这五万吨水完全是科学研究所用，并没有什么其它含义。

H. 世界八大高能物理实验研究中心有哪些

美国费米国家加速器实验室(fermilab),欧洲核子研究中心(CERN)，中国科学院高能物理研究内所(IHEP)，日本高能加容速器研究机构(KEK)，美国布鲁克海文国家实验室(BNL)，美国SCLA国家加速器实验室，德国电子同步加速器(DESY)，俄罗斯科学院布德克尔核物理研究所(BINP)

I. 中微子的研究过程

1930年，奥地利物理学家泡利提出存在中微子的假设。1956年，柯温（C.L.Cowan）和弗雷德里克·莱因斯利用核反应堆产物的β衰变产生反中微子，观测到了中微子诱发的反应：
这是第一次从实验上得到中微子存在的证据。
泡利的中微子假说和费米的β衰变理论虽然逐渐被人们接受，但终究还蒙上了一层迷雾：谁也没有见到中微子。就连泡利本人也曾说过，中微子是永远测不到的。在泡利提出中微子假说的时候，我国物理学家王淦昌正在德国柏林大学读研究生，直到回国，他还一直关心着β衰变和检验中微子的实验。1941年，王淦昌写了一篇题为《关于探测中微子的一个建议》的文章，发表在次年美国的《物理评论》杂志上。1942年6月，该刊发表了美国物理学家艾伦根据王淦昌方案作的实验结果，证实了中微子的存在，这是这一年中世界物理学界的一件大事。但当时的实验不是非常成功，直到1952年，艾伦与罗德巴克合作，才第一次成功地完成了实验，同一年，戴维斯也实现了王淦昌的建议，并最终证明中微子不是几个而是一个。
在电子俘获试验证实了中微子的存在以后，进一步的工作就是测量中微子与质子相互作用引起的反应，直接探测中微子。由于中微子与物质相互作用极弱，这种实验是非常困难的。直到1956年，这项实验才由美国物理学家弗雷德里克·莱因斯完成。首先实验需要一个强中微子源，核反应堆就是合适的源。这是由于核燃料吸收中子后会发生裂变，分裂成碎片时又放出中子，从而使其再次裂变。裂变碎片大多是β放射性的，反应堆中有大量裂变碎片，因此它不仅是强大的中子源，也是一个强大的中微子源。因为中微子反应几率很小，要求用大量的靶核，莱因斯选用氢核（质子）作靶核，使用了两个装有氯化镉溶液的容器，夹在三个液体闪烁计数器中。这种闪烁液体是是一种在射线下能发出荧光的液体，每来一个射线就发出一次荧光。由于中微子与构成原子核的质子碰撞时发出的明显的频闪很有特异性，从而证实了中微子的存在。为此，他与发现轻子的美国物理学家马丁·珀尔分享了1995年诺贝尔物理学奖。
理论上讲，中微子的假设非常成功，但要观察它的存在却非常困难。由于它的质量小又不带电荷，与其它粒子间的相互作用非常弱，因而很难探测它的存在。1953年，美国洛斯阿拉莫斯科学实验室的物理学家莱因斯和柯万领导的物理学小组着手进行这种艰难的寻觅。1956年，他们在美国原子能委员会所属的佐治亚州萨凡纳河的一个大型裂变反应堆进行探测，终于探测到反中微子。
1962年又发现另一种反中微子。在泡利提出中微子假说以后，经过26年，人们才第一次捕捉到了中微子，也打破了泡利本人认为中微子永远观测不到的悲观观点。
中微子是哪一味？
每一种中微子都对应一种带电的轻子——电子中微子对应电子，μ中微子对应μ子，同理，τ（希腊字母，普通话念“涛”）中微子对应τ子。
电子中微子
电子与原子相互作用，将能量一下子释放出来，会照亮一个接近球形的区域。
μ中微子
μ子不像电子那样擅长相互作用，它会在冰中穿行至少1千米，产生一个光锥。
τ中微子
τ子会迅速衰变，它的出现和消失会产生两个光球，被称为“双爆”。 为了研究中微子的性质，各国建造了大量探测设施，比较著名的有日本神冈町的地下中微子探测装置、意大利的“宏观”、俄罗斯在贝加尔湖建造的水下中微子探测设施以及美国在南极地区建造的中微子观测装置。
1994年，美国威斯康星大学和加利福尼亚大学的科学家在南极冰原以下800米深处安装辐射探测器，以观测来自宇宙射线中的中微子。使用南极冰原作为探测器的安置场所，是因为冰不产生自然辐射，不会对探测效果产生影响。此外，把探测器埋到深处，是为了过滤掉宇宙中除了中微子之外的其他辐射。
宇宙中微子的产生有几种方式。一种是原生的，在宇宙大爆炸产生，现在为温度很低的宇宙背景中微子。第二种是超新星爆发巨型天体活动中，在引力坍缩过程中，由质子和电子合并成中子过程中产生出来的，SN1987A中微子就是这一类。第三种是在太阳这一类恒星上，通过轻核反应产生的十几MeV以下的中微子。第四种是高能宇宙线粒子射到大气层，与其中的原子核发生核反应，产生π、K介子，这些介子再衰变产生中微子，这种中微子叫“大气中微子”。五是宇宙线中高能质子与宇宙微波背景辐射的光子碰撞产生π介子，这个过程叫“光致π介子”， π介子衰变产生高能中微子，这种中微子能量极高。第六种是宇宙线高能质子打在星体云或星际介质的原子核上产生核反应生成的介子衰变为中微子，特别在一些中子星、脉冲星等星体上可以产生这种中微子。第七种是地球上的物质自发或诱发裂变产物β衰变产生的中微子，这类中微子是很少的。
泡利提出中微子假说时，还不知道中微子有没有质量，只知道即使有质量也是很小的，因为电子的最大能量与衰变时放出的总能量很接近，此时中微子带走的能量就是它的静止能量，只能是很小的。1998年6月，日本科学家宣布他们的超级神冈中微子探测装置掌握了足够的实验证据说明中微子具有静止质量，这一发现引起广泛关注。来自24个国家的350多名高能物理学家云集日本中部岐阜县的小镇神冈町，希望亲眼目睹实验过程。美国哈佛大学理论物理学家谢尔登·格拉休指出：“这是最近几十年来粒子物理领域最重要的发现之一。”
超级神冈探测器主要用来研究太阳中微子。太阳是地球上所有生命的源泉，也是地球表面最主要的能量来源。事实 上，到达地球太阳光热辐射总功率大约是170万亿千瓦，只占太阳总辐射量的22亿分之一。爱因斯坦相对论的质能关系式使人们了解了核能，而太阳正是靠着核反应才可以长期辐射出巨大能量，这就是太阳能源的来源。在太阳上质子聚变和其他一些轻核反应的过程中不仅释放出能量，而且发射出中微子。人们利用电子学方法或者放射化学的方法探测中微子。1968年，戴维斯发现探测到的太阳中微子比标准太阳模型的计算值少得多。科学还无法解释太阳中微子的失踪之谜，也许是因为中微子还有许多我们不了解的性质。
这个探测装置由来自日本和美国的约120名研究人员共同维护。他们在神冈町地下一公里深处废弃的锌矿坑中设置了一个巨大水池，装有5万吨水，周围放置了1.3万个光电倍增管探测器。当中微子通过这个水槽时，由于水中氢原子核的数目极其巨大，两者发生撞击的几率相当高。碰撞发生时产生的光子被周围的光电倍增管捕获、放大，并通过转换器变成数字信号送入计算机，供科学家们分析。
已经确认的有三种中微子：电子中微子、μ（缪子）中微子和τ（陶子）中微子。日本科学家设计的这个装置主要是用来探测宇宙射线与地面上空20公里处的大气层中各种粒子发生碰撞产生的缪子中微子。研究人员在6月12日出版的美国《科学》杂志上报告说，他们在535天的观测中捕获了256个从大气层进入水槽的μ中微子，只有理论值的百分之六十；在实验地背面的大气层中产生、穿过地球来到观测装置的中微子有139个，只剩下理论值的一半。他们据此推断，中微子在通过大气和穿过地球时，一部分发生了振荡现象，即从一种形态转为另一种，变为检测不到的τ中微子。根据量子物理的法则，粒子之间的相互转化只有在其具有静止质量的情况下才有可能发生。其结论不言而喻：中微子具有静止质量。研究人员指出，这个实验结果在统计上的置信度达到百分之九十九点九九以上。
这个实验不能给出中微子的准确质量，只能给出这两种中微子的质量平均值之差－－大约是电子质量的一千万分之一，这也是中微子质量的下限。中微子具有质量的意义却不可忽视。一是如前所述，由于宇宙中中微子的数量极其巨大，其总质量也就非常惊人。二是在现有的量子物理框架中，科学家用假设没有质量的中微子来解释粒子的电弱作用；因此如果它有质量，目前在理论物理中最前沿的大统一理论模型（一种试图把粒子间四种基本作用中的三种统一起来的理论）就需要重建。 从19世纪末的三大发现至今，已经过去了100年。在这一个世纪，科学技术飞速发展，人类对自然有了进一步的认识。但是仍有许多自然之谜等着人们去解决。其中牵动全局的问题是粒子物理的标准模型能否突破？如何突破？中微子正是有希望的突破口之一。
中微子是一门与粒子物理、核物理以及天体物理的基本问题息息相关的新兴分支科学，人类已经认识了中微子的许多性质及运动、变化规律，但是仍有许多谜团尚未解开。中微子的质量问题到底是怎么回事？中微子有没有磁矩？有没有右旋的中微子与左旋的反中微子？有没有重中微子？太阳中微子的强度有没有周期性变化？宇宙背景中微子怎样探测？它在暗物质中占什么地位？恒星内部、银河系核心、超新星爆发过程、类星体、极远处和极早期宇宙有什么奥秘？ 这些谜正点是将微观世界与宇观世界联系起来的重要环节。对中微子的研究不仅在高能物理和天体物理中具有重要意义，在我的日常生活中也有现实意义。人类认识客观世界的目的是为了更自觉地改造世界。我们应充分利用在研究中微子物理的过程中发展起来的实验技术和中间成果，使其转化成生产力造福人类，而中微子本身也有可能在21世纪得到应用。 其中可能的应用之一就是中微子通讯。由于地球是球面，加上表面建筑物、地形的遮挡，电磁波长距离传送要通过通讯卫星和地面站。而中微子可以直透地球，它在穿过地球时损耗很小，用高能加速器产生10亿电子伏特的中微子穿过地球时只衰减千分之一，因此从南美洲可以使用中微子束穿过地球直接传至北京。将中微子束加以调制，就可以使其包含有用信息，在地球上任意两点进行通讯联系，无需昂贵而复杂的卫星或微波站。
应用之二是中微子地球断层扫描，即地层CT。中微子与物质相互作用截面随中微子能量的提高而增加，用高能加速器产生能量为一万亿电子伏以上的中微子束定向照射地层，与地层物质作用可以产生局部小“地震”，类似于地震法勘探，可对深层地层也进行勘探，将地层一层一层地扫描。

J. 中微子是什么真能超光速么

中微子是基本粒子之一。具体你可以去网络一下，很全。
至于能不能真的超越光速，是事实还是实验中枣圆存在系统错误，霍金也不确定。。。
据说是600多人耗时3年做了近15000次实验，都得到了相同的结果。
个人认为有一定的可能性，就是存在一个只有中微子差纳才能通过的维度。虚岩没