基本粒子作为研究世界本质奥秘的对象，基于已经发现的粒子，人们提出了标准模型，能够较好地揭示一些待发现粒子的性质。在人类已经找到的基本粒子中，中微子算得上是十分神秘的存在。

日本较早开始了对中微子的研究

因为要捕获到它们十分困难，中微子尺度很小，而且又不带电，能够穿透地球而难以被阻挡。要探测到这样的微粒，对于实验条件的要求极高。日本在这一块算得上有领先优势，日本的科研实力很强，获得的诺贝尔奖在各国中都排名靠前。

为了研究中微子，早在上世纪50年代，日本就启动了寻找中微子的计划。中微子很难人工制造产生，利用加速器，人类可以撞击粒子获得新的粒子。然而像中微子这样的细微粒子，即使产生了也发现不了。

它能穿透沿途的任何物质，不受电磁力的影响，只有引力能对其进行作用。但因为质量极小，所以引力效应可以忽略。不过人们发现中微子有一种特殊的现象，就是在穿过超纯水的时候，有一定概率会跟水发生反应。

反应的概率很小，和水反应会发出辐射光，通过检测产生的光，就能得知中微子的存在。要保证能够发现其踪迹，就需要储备足够多的超纯水。

日本为发现中微子建造了50000吨超纯水探测器

日本为此打造了50000吨超纯水探测器，日本国内没有多少高山，想要建造中微子探测器，难度很大。不过它的技术条件已经达到了，有足够灵敏度的光探测器，能够检测到中微子和水作用产生的很微弱的冲击波。

地表条件不适宜，日本研究人员就将方向投向了地下。他们在神冈町找到了一个废弃矿井，将实验场所选在了1000米的地下。较厚的地层能够阻挡大部分宇宙射线。而中微子作为一种特殊粒子，它能穿透地球，所以即使在1000米的地下，也能检测到宇宙中的中微子。

中微子很小概率会跟水发生反应，为了找到细微的痕迹，日本研究团队一开始准备的探测器储备了几千吨超纯水。经过20年时间的探测，在1987年发现了中微子。

后来又对探测器进行了扩建，储备的超纯水增加到了50000吨。更多的储备提高了发现中微子的可能性，2019年日本决定再次建造一个升级版的探测器，之前日本就因为在中微子领域的研究，获得了两次诺贝尔奖。

建造大型超纯水探测器有较大难度

这次的升级版探测器，储备的超纯水提升到了26万吨。探测设备也做了升级换代，精度相比上一代探测器更高，提高了10倍。日本打造规模更大的探测器，目的很明显是想在中微子研究领域继续保持领先，它还将在中微子领域取得诺贝尔奖。

升级版的探测器预计将于2026年完成。每一次更新换代提升规模，花费的时间越来越长。要想获得更多的观测结果，就需要尽可能提高超纯水的储量。之后再升级就是储备上百万吨超纯水，要获得这么多超纯水，也不是一件容易事。

超纯水的要求很高，需要经过蒸馏去离子化等步骤。存储的超纯水越多探测精度越高，而规模一旦加大到了一定程度，不仅影响因素会增加，而且所需的场地也十分浩大。在地下挖一个能容纳百万吨超纯水的场所，确实也是一项浩大的工程。

日本的探测器设计使用年限在20年，下次要建造中微子探测器，得等到本世纪中叶。而它在中微子研究领域的投入越来越大，未来还将发现更多关于中微子的奥秘。