01藏在地下深處的超純水
在日本岐阜縣飛驒市神岡町一個礦山的下方1000米深處，埋藏著五萬噸「超純水」，為什麼科學家要在地下1000米深處放這麼多純水？他們想要尋找什麼？
其實這些純水是一個大型粒子探測器的一部分，這個探測器全稱「超級神岡探測器」，是一臺探索宇宙深處奧秘的粒子探測器，早在1983年就開始投入使用，一開始被用來探索質子衰變的難題，而後續的研究中多次返修擴建，探測器中的3000噸100%純度的純水也擴充到了5萬噸。
有趣的是，這個超級探測器直到今天也沒有完成研究質子衰變的探索，反而找尋找中微子的道路上越走越遠，甚至這個探測器的研究成果還獲得了諾貝爾物理學獎項，那麼中微子究竟是什麼呢？
02來自太陽的中微子
中微子，是一種宇宙中大量存在的費米子，這種基本粒子不參與強相互作用，並且體積很小質量很輕，和其他物質幾乎不會發生任何反應，每一秒都有大量的中微子穿過地球和人體，我們卻沒有任何的感覺，大約100億個中微子穿過人體後，只會有一個中微子會和我們身上的物質發生反應，幾乎是完全可以忽略的。
我們都知道，基本粒子是組成這個物質世界的最基本單位，但是這些基本粒子也分為多種不同的類型，目前人類發現的基本粒子可以分為12種，分別是6種夸克，三種帶電的輕子和三種中微子。
在所有基本粒子中，中微子最難以發現和觀察，最關鍵的原因還是中微子的穿透性強，並且和其他物質很少發生相互作用。如果非要形容的話，中微子就像是穿梭在宇宙中的「鬼魂」或者「隱形人」一樣，在中微子的概念被提出20年後，科學家才真正捕捉到這種粒子，足以證明這種粒子的奇特。
神岡探測器的主要任務是尋找來自太陽的中微子，宇宙中產生中微子的方式有很多，中微子的產生是因為弱相互作用力，核反應和一些微觀粒子的相互反應會產生中微子，人類製造的核反應堆也會產生中微子，宇宙中的各種高能射線和地球的大氣層碰撞同樣會產生中微子。
宇宙中的恆星因為內部的核聚變反應，每一秒都會釋放出大量的中微子，並且恆星在超新星爆發時也會釋放出中微子，神岡探測器就曾經捕捉到大麥哲倫星系一次超新星爆發事件釋放出的中微子，證明了超新星爆發的相關理論，也開啟了天文學的中微子觀測新時代。
03埋藏在地底深處的探測器
為什麼中微子探測器要準備大量的純水，還要在地下1000米深的地方呢？其實在神岡探測器中，不僅僅存在大量的純水，還有一萬多個光電倍增管，這種設備可以把微弱的光信號轉變成電信號。
中微子的速度接近光速，而這些中微子在穿越過純水時，因為超高的速度會產生一定的光線，這些光線被捕捉後轉化電子，設備就可以捕捉到相關的輻射並記錄下來，所以這些純水是幫助科學家尋找中微子的介質。
中微子探測器一般都會選擇建造在地底深處，因為在宇宙中還存在各種射線和宇宙背景輻射，這些信號都有可能對觀測到的數據產生影響，而在地底深處，大部分雜亂的信號和輻射都會被屏蔽，只有穿透性極強的中微子可以跨過重重阻礙來到地底。
有很多中微子探測器都選擇建立在廢棄的礦脈中，比如神岡探測器和加拿大的薩德伯裡中微子觀測站。而美國的IceCube中微子探測器選擇建造在南極的冰川下方，觀察中微子穿透冰層後的數據。
我國的江門中微子實驗室也在建造中，而這個實驗室的規模是日本的神岡探測器的20倍以上，我們將能得到更多宇宙深處的秘密，甚至是宇宙大爆炸初期殘留下來的中微子隱藏的秘密。
中微子的研究可以幫助科學家探索宇宙中恆星的演化，還有宇宙形成初期的秘密，科學家認為宇宙中物質和反物質的不對稱性可能和中微子的震蕩有關。甚至外星文明可能會利用中微子強大的穿透性進行通訊，在我們無法察覺的情況下溝通，並且人類在未來也有可能實現「中微子通訊」這樣的黑科技。
中微子有多大，質量又是多少？科學家至今也沒搞明白，中微子還有很多謎題等待科學家探索，因此中微子的相關研究成為了近幾年物理學十分熱門的一個研究方向。
你認為在未來科學家可以通過中微子破解宇宙演化的秘密嗎？