日本的超級神岡天文臺有15層樓高, 但埋在伊基諾山下1000米處, 是日本宇宙射線研究所(ICRR)的物理學實驗項目, 用於探測超新星爆發產生的中微子, 研究宇宙起源及組成。
中微子是一種亞原子粒子, 可以穿過太空, 穿過任何固體物質, 就像它們是空氣, 根本不存在一樣。 一個中微子甚至可以穿過100光年厚的鋼鐵, 根本不會降低速度。
但是, 中微子在水中旅行時, 速度會比水中的光速還快。 就像戰鬥機超音速飛行會產生音爆, 粒子在水中速度超過光速時, 也會產生衝擊波, 從而產生可以被檢測到的光。 超級神岡正是利用了中微子的這一特性來檢測它。
超級神岡埋在地下1000米, 可以利用地球過濾掉所有其它粒子。 超級神岡充滿了超純淨的水, 重達50000噸, 裡面排列著11000個金黃色的非常靈敏的光學探測器, 叫做光電倍增管, 可以探測到中微子穿過純淨水產生的衝擊波發出的光。
為了保證中微子產生的衝擊波發出的光到達光電倍增管, 水必須純淨得比你能夠想像的任何水都要乾淨, 超級神岡的工作人員一直不停的過濾和淨化這些水, 甚至用紫外線來殺死任何細菌。
但這樣做也產生了可怕的後果, 這50000噸超純水變成了“毒水”, 因為超純水同時具有酸和堿的特性, 時刻準備把其它物質溶解。 如果你泡在純淨水裡, 你皮膚上的所有死皮都會被溶解去掉。
這是有著慘痛教訓的。 謝菲爾德大學的馬修·馬雷克博士和另外兩名學生攻讀博士學位時, 曾乘坐橡皮艇在超級神岡的水箱裡進行維修工作, 有一次小船壞了, 他們不得不停在水面上休息聊天。 馬雷克躺在橡皮艇上, 頭髮不小心浸在水裡, 大約有3釐米長。 回去睡覺後, 馬雷克在淩晨三點醒來了, 頭皮癢得不得了, 比他這一輩子經歷的任何癢痛都要可怕, 甚至比小時候患水痘還癢。 原來這是超純水把頭髮的營養成分從發尖榨取出來了, 一直持續到頭皮, 他不得不跑進浴室, 花了整整半小時來梳洗頭髮。
更可怕的一件事是, 1995年曾有一把扳手被忘在超級神岡的水箱裡, 2000年水箱被完全排幹維修時,
宇宙大爆炸模型預測宇宙誕生的時候, 應該有同樣多的物質和反物質被創造出來, 但現在絕大多數反物質已經以某種方式消失了。 研究人員認為, 通過超級神岡研究中微子通過物質時發生的變化, 可能會發現物質與反物質的關係, 從而告訴我們更多關於宇宙起源的資訊。
日本正準備建設更大的超級神岡——高超神岡, 體積是超級神岡的20倍, 有99000個光電倍增管, 預計在2026年開始運行。 由於超新星大約每30年爆發一次, 科學家們希望不會錯過任何檢測超新星中微子的機會。