在日本岐阜縣飛驒市神岡町地下1千米處，有一座宏大的設施，其内部儲存着大約5萬噸的超純水。其實這座設施是日本超級神岡中微子探測器，是世界上最著名的中微子探測器之一。
那麼，日本為什麼要在這裡儲存這麼多的超純水，又是如何利用這些水來探測中微子的呢？
首先，讓我們了解一下什麼是中微子。中微子又譯作微中子，是輕子的一種，是組成自然界的最基本的粒子之一，常用符号ν表示。中微子個頭小、不帶電，自旋為1/2，品質非常輕，不到電子品質的百萬分之一，并以接近光速運動。
中微子對四大自然基本力中的強力、電磁力和引力基本都免疫，通常僅力程最短、強度較弱的弱力對中微子有效。是以中微子幾乎可以穿過各種物質，比如瞬間自由穿過人體或者地球，号稱宇宙間的“隐身人”，也被叫做幽靈粒子。
中微子在宇宙中幾乎無處不在，在太陽内部、宇宙射線、核反應堆等都有它的蹤迹。據估計，平均每秒鐘就有數十萬億個中微子穿過我們的身體。中微子的研究對于了解物質的本質和宇宙的演化具有重要意義。然而，由于中微子與物質的互相作用非常微弱，我們很難直接探測到它們。
為了探測中微子，科學家們想出了一個辦法：利用大量的超純水作為靶，進而探測中微子的蹤迹。
超純水是指純度極高的水，内部除了水分子以外幾乎不含離子、氣體和微生物等雜質。超純水在內建電路工業中可用于半導體原材料和所用器皿的清洗、光刻掩模版的制備等。這種水在自然界中是不存在的，需要人類自行制備。
科學家發現，當中微子穿過大量超純水時，會有極小的機率撞上水分子原子核中的誇克，并因弱力發生互相作用産生電子和μ子這兩種輕子。這兩種輕子的運動速度極快，會超過光在水中的傳播速度，進而産生一種叫做切倫科夫輻射的現象。這種現象會産生一種十分微弱的藍光，我們可以利用它來探測中微子。
超級神岡探測器就是利用這種原理的探測器之一。為了探測中微子，日大學學家将大約5萬噸超純水裝在一個直徑39.3米、高41.4米的不鏽鋼圓柱形容器之内，并将其深埋在一處深達1公裡的廢棄礦井中。之是以要埋這麼深，而不是放在地面，是為了隔絕宇宙射線以及地球表面的幹擾。
為了一直保持超純水的超高純度，不僅容器裡的水會被循環純化，去掉幾乎所有雜質，就連這個容器内的空氣都需要經過淨化處理。
科學家在這個容器的内壁上布置了上萬個金色圓球狀的光電倍增管，這些光電倍增管會捕捉切倫科夫輻射現象中的微光，并将光信号放大上億倍，轉化為電信号。通過分析這些電信号，就可以确定中微子的來源、能量等資訊。
總的來說，超級神岡探測器是日本在中微子研究領域的一項重要貢獻。超級神岡探測器不僅對中微子的研究有着重要的意義，也對其他領域的研究也有着重要的價值。例如，它可以用來研究宇宙射線的性質、研究太陽和超新星的中微子輻射等。迄今為止，該項目已經多次探測到了中微子，而日大學學家也多次因為與中微子有關的基礎研究獲得諾貝爾實體學獎。
此外，超級神岡探測器的成功運作還展示了日本在科學研究和技術創新方面的實力。這座設施的建設和運作需要大量的技術和工程支援，包括超純水的制備、光電倍增管的制造和安裝、資料采集和分析等。這些技術和工程支援都需要高度的專業性和技術水準。
除了日本，美國、俄羅斯等國以及歐洲核子研究中心（CERN）等組織也在進行類似的中微子探測實驗。例如，美國計劃在南達科塔州霍姆斯特克金礦1500米深的一處地下洞穴中，建造一個巨型地下實驗室——“深層地下中微子實驗室（DUNE）”，用于專門探測中微子。