寶貝狐
事實上在我們這個宇宙當中，有許許多多看不見的粒子，而在這些看不見的粒子當中，有一種粒子就叫中微子，中微子是輕子的一種，也是最基本的粒子之一。
就一些科學數據來看，每秒大概有上千萬億數量的中微子穿過人體，但人類卻一無所知，所以尋找中微子就成了人類研究的方向之一。
但中微子的質量很小，且與其他物質的相互作用很弱，如果要捕捉到中微子的蹤跡，就需要要有一個非常強大的儀器，而且這個儀器必須要在地下。
因為只有這樣才能有效的隔絕外界環境的干擾，於是在種種前提之下，日本的超級神岡探測器就孕育而生。
超級神岡探測器內儲存了數萬噸的水，這些水為什麼能捕捉到中微子呢？答案實際上很好解釋，我剛才上面已經說了，中微子與物質的相互作用很弱。
但很弱就代表有非常少的一些中微子，在穿過物質的時候會留下一些痕跡，所以這數萬噸的水，就是尋找那一絲絲的痕跡。
比如說中微子在和原子核接觸的時候會產生輕粒子，而輕粒子最終就會產生一些可見和不可見的光。
那麼為了順利的捕捉到中微子的蹤跡，超級神岡探測器有一萬多個光電倍增管，光電倍增管的作用就是放大光的信號，讓人們更有效的發現中微子的痕跡....
種植恆星
日本確實在地下放了一個大水箱，裡面存儲著5萬噸的水。但這些水並不是當作居民用水或飲用水來備用的。這些水也不是普通的水，而是高純度的水，用來探測中微子，通俗講這些水就是搞科研用的。
那麼日本到底是在研究什麼，需要這麼多純淨的水呢？要回答這個問題首先要明白以下幾個概念。
什麼是中微子？
所謂中微子是基本粒子的一種，具有非常強的穿透力，並且質量非常輕，只有電子質量的百萬分之一。正是因為它非常小，而且不帶電，並且可以以接近光速穿過任意物質，包括地球和人的身體也可以隨意穿過，才導致了這種粒子極難捕捉。據估計，每秒大約有1000萬億個中微子穿過人的身體。科學家還把它稱為宇宙中的“隱身人”。
科學家是如何探測到中微子的？
前面提到中微子和別的物質相互作用力非常小，而且還不能被宇宙射線干擾到，所以探測中微子的探測器往往都在地下。
而日本的這個探測裝置主要是探測來自太陽的中微子，當中微子通過水槽的時候，因為水中氫原子核的數量非常多，也就增加了碰撞幾率，碰撞發生之後，會產生光子，科學家通過光電倍增管探測器捕獲到，轉換成數據就可以分析了。
中微子作為基本粒子，我們對它的瞭解還少之又少，我們甚至無法確定中微子的質量和大小，以及缺少中微子振盪的兩個數據，所以科學家對中微子的研究依然在繼續。
星球上的科學
日本的確在地下深達1000米的廢棄礦坑中存了5萬噸水，這些水還是高度純淨的水，是超級神岡中微子探測項目的組成部分，為探測神秘的中微子而建造。
中微子是基本粒子的一種，由於體積質量十分微小，與其它物質的作用就不很明顯，因此有極強的穿透力，可以自由地穿越人體、建築，甚至可以穿透整個地球，很少一部分會和其它物質粒子相互作用，觀測中微子有助於研究恆星的演化和活動特點，也由於其和其它物質的作用不是很明顯，很難被捕捉觀測。還因為地面上有大量的宇宙輻射，探測中微子就要屏蔽宇宙射線流，只有深埋於底下的探測器才可以更好地捕捉。因此現代世界上建造的大型中微子探測器都位於地下，我國也已經在設計相應的設施，最終也是要建設在地下的。
題主說的日本在地下儲存了5萬噸水，就是日本超級神岡中微子探測項目的組成部分，該實驗是日本東京大學在岐阜縣飛驒市神岡町的茂住礦山一個深達1000米的廢棄砷礦中建造的大型中微子探測器。其目標是探測質子衰變以及被設計來尋找太陽、地球大氣的中微子，並觀測銀河系內超新星爆發。這5萬噸水是高度純淨的水，當中微子通過這個水槽時，由於水中氫原子核的數目極其巨大，兩者發生撞擊的幾率相當高。碰撞發生時產生的光子被周圍的光電倍增管捕獲、放大，並通過轉換器變成數字信號送入計算機，供科學家們分析。
目前世界上的中微子探測器基本都是建造在地下，或者在南極鑽探冰層將探測器置於冰層下，目前已經深入冰層下2.5公里，我國預計要建設包括一個2萬噸的水箱的中微子探測器，這些設施雖然大，但是建造價格卻比較低。
來看世界呀
這個問題先說答案，日本這五萬噸水是為了做物理實驗，探測並捕獲中微子的，項目名稱“超級神岡”，下面有說一下為何需要這五萬噸純淨水。
中微子普遍存在，但難以捕捉
太陽、地球、核反應堆、超新星爆發、宇宙誕生的大爆炸等都產生大量的中微子。它們以接近光速飛行。據物理理論，每一秒鐘，穿過一個人身體，有1000萬億個宇宙中微子。因為中微子幾乎不與物質發生反應，發生反應的概率很小，因此需要建造龐大的探測器來“捕捉”它，”超級神岡“就是在這樣的背景誕生的。
超級神崗誕生
超級神崗源於神岡實驗，神岡實驗採用了3千噸純淨水和1千個極其靈敏、能夠探測到單個光子的光電倍增管。實驗初衷是為了尋找質子衰變，但卻有意外收穫，發現大氣中微子反常，物理理論用中微子振盪解釋大氣中微子反常。科學理論需要實證，因此日本政府批准了“超級神岡”項目，採用了5萬噸純淨水，13000個光電倍增管，這就是5萬噸水的由來。當然超級神岡也不負眾望，測到了足夠的大氣中微子，最終證實了中微子振盪理論。
世界上有不同的中微子探測器
5萬噸純淨水要求超級純，非常難得，但加拿大在一個地下2100米的鎳礦中建造了薩德伯裡實驗用昂貴的重水來替代，從核電公司借了1千噸、價值約100億人民幣的重水，這也是很豪的。
各個有實力的國家也紛紛加入中微子探測器行列，，美國採用1-4萬噸液氬探測器的加速器實驗，印度採用5萬噸鐵的INO實驗，韓國1.8萬噸液閃實驗，美國在南極的PINGU實驗，法國在地中海的ORCA實驗等。
中國的中微子探測實驗
中國有采用2萬噸液閃探測器的江門中微子實驗，建於廣東江門開平市金雞鎮、赤水鎮一帶的打石山，打石山正好位於距陽江和台山反應堆等距的53公里處，符合位於距反應堆約60公里的要求，因為這個位置來自反應堆的中微子在此處振盪效應最明顯。
當然作為中微子探測器的旗艦，“超級神岡”也是要升級的，採用了100萬噸純淨水，變身為“超超級神岡實驗”，是不是發現5萬噸水也是小巫見大巫了！
結語
針對題目本身語境，我多說一點題外話，日本在科學技術的許多方面是有領先獨到之處，作為鄰居的我們要客觀看待，不要過分的吹噓和自卑，隨著國家經濟實力提升，我們要相信在科學技術領域，中國也會有越來多旗艦項目誕生的。
科學視野，不同解讀，感謝大家閱讀！
崑崙還東國
題目中說的應該是日本的超級神岡探測器（內部裝有五萬噸水），這個科學裝置因探測中微子以及證實了著名的中微子振盪而出名。
可能有些朋友感到疑惑，為什麼探測中微子的裝置需要用到五萬噸超純水呢？
中微子探測，聽上去是多麼的高大上，而且中微子幾乎不與物質發生反應（僅參與弱相互作用和引力相互作用），光用水就能生效了？
還真是這樣，原理就是利用中微子與水的相互作用，產生的次級粒子（電子）運動速度超過了水中的光速，由此產生切倫科夫輻射（散發出藍色光芒被內部的光電倍增管探測）。當然了，探測中微子的辦法並不是只有這一種，這裡就不多舉例了。
所以說，這五萬噸水完全是科學研究所用，並沒有什麼其它含義。
期待您的點評和關注哦！
賽先生科普
好多人看到這個問題的感覺一定是：日本是不是又有什麼陰謀？其實並不是，這就是一個探測中微子的大型實驗設備。
因為中微子是輕子的一種，它幾乎不與任何物質發生反應，地球上每天都有大量的中微子“穿過”，它們主要來自太陽、超新星爆發等。
日本東京大學在一個廢棄的礦山深處儲存了五萬噸的純水，建造了這個深達1000米的超級神岡中微子探測器，最初的目的是探測質子衰變同時也用來尋找中微子。
這個探測器的主要部分就是是一個高40米、直徑40米的不鏽鋼圓柱形的容器，在這個容器裡裝有5萬噸100%的超純水。這個純水可以用來幹什麼？難道是防火？
前邊已經說了中微子幾乎不與任何物質發生反應，幾乎只參與弱相互作用。我們的身體每天都有大量的中微子穿過，人類探測它們很困難，但也並不是沒有辦法。中微子入射到探測器後會產生電子和μ子，而中微子探測器中的光電管便可偵測出它們的切連科夫輻射，而超純水就是接受中微子的介質。
切連科夫輻射
這個輻射最早由蘇聯的物理學家切連科夫在1934年發現，當高速帶電粒子在介質中穿行時，如果速度大於該介質中的光速，那麼就會產生一種方向性很強的光輻射，很容易被辨別出來。
好多國家都有類似的中微子探測器，日本的這個中微子探測器的發現已經讓多位科學家獲得了諾貝爾物理學獎。
科學黑洞
其實，日本在地下儲存五萬噸純淨水的目的，不是搞什麼陰謀詭計，而主要是為了做一項研究，捕獲中微子。其實美國等這國家也在做這樣的類似研究。研究的目的就是為了能想實現中微子穿過的一瞬間。但是前提就是在“無雜質的純淨水中”，而且還是巨量的純淨水，日本為了實現這個研究，所以就花費了二十年的時間，儲蓄了五萬噸的純淨水。
到目前為止，日本科學家雖然還沒有真正捕捉到中微子的穿過的瞬間，但是儀器的顯示都感受到了中微子的振盪，也確認了中微子的真實存在，地下的五萬噸純淨水以及二十年的等待以及研究，就是為了看到中微子真正穿過的那一刻。
捕獲中微子實驗具有重要的意義，因為中微子它不僅在微觀世界最基本的規律中起著重要作用，而且與宇宙的起源與演化有關，例如宇宙中物質與反物質的不對稱很有可能是由中微子造成。我國在江門和大亞灣也進行了相應實驗，表明人類在探索物質本質及其運動規律方面的腳步一往向前。
優美生態環境保衛者
亞原子中微子是恆星開始坍縮成超新星並最終形成黑洞時發出的基本粒子，中微子每時每刻都在穿過我們身體和我們周圍的一切，據估計每秒有650億顆這樣的粒子通過每平方釐米的空間。中微子不被發現是因為它們非常小，更重要的是中微子不帶電荷，因此，它們對電磁力具有免疫力，而存了五萬噸超純水的超級神崗探測器就是為了監測中微子的。
中微子可以穿過100光年的鋼鐵，而不會減速，因此，科學家們建造了驚人的超級神岡中微子探測器來捕獲一些中微子。超級神崗探測器（Super-kamiokande，或稱Super K）是建立在日本池野山地下1000米專門用來檢測中微子的裝置。由於周圍的岩石和四周的鋼壁，其他粒子不能達到超級神崗探測器，但是對中微子不構成障礙。在一顆恆星開始坍縮之前，就會發射出中微子，所以超級神崗探測器就像一種早期預警系統，可以提前通知天文學傢什麼時候該注意這些宇宙事件。粗略的計算表明，大約每30年就會有一顆超新星在人類探測器能夠看到的範圍內爆炸一次，如果你錯過了一個，人類將不得不再等上幾十年才能碰到下一個。超級神崗探測器於1996年開始運行，是原神岡探測器的升級，在超級神崗探測器運行兩年後發現了中微子振盪獲頒2015年諾貝爾物理學獎。
超級神崗探測器是一個驚人的結構，包含了5萬噸的超純水，在一個41.4米高，39.3米直徑的圓柱形不鏽鋼水箱裡。同時水箱裡排列著11146個光電倍增管，使得超級神崗探測器在視覺上令人眼花繚亂。光在水中的傳播速度僅為在真空中傳播速度的四分之三，跟音爆類似，如果一個粒子如中微子在水中的速度超過水中光速，它也會產生光衝擊波。水箱裡排列著11146個金色的燈泡就可以接收到這些衝擊波。光電倍增管很像一個反過來的燈泡，燈泡接收電壓併產生光，而光電倍增管接收光併產生電壓。
超級神崗探測器水箱內的水都是超純淨的，需要不斷多次淨化，並通過紫外線消毒殺死任何可能細菌，生成的超純水非常純淨，其性質與普通水差別巨大，可以溶解接觸的大部分物質。曾經有人不小心頭皮接觸裡面的超純水後導致頭皮發癢，據說比得水痘還癢。2000年把油箱裡的水排干時，發現了一個1995年留下的扳手的輪廓，很明顯，扳手已經溶解了。
科學閏土
其實這個裝置叫超級神崗探測器，重要是用於探測中微子的，和我國的大亞灣探測一樣。
探測中微子一定要用100%的純水，任何雜質都不能有。
中微子被稱之為宇宙的隱身者，因為它不帶電，所以不會與物質發生電磁相互作用。這也導致中微子可以輕易穿透地球。
當然，中微子也可以輕易穿透水，那為什麼探測中微子還需要純水呢？
這是由於中微子在穿透純水的時候會留下痕跡，也就是契忍可夫輻射。並會留下藍色的輝光。
如果純水的體積越大，那麼留下的契忍可夫輻射就越明顯。就更易研究中微子的規律。
日本的神崗探測器在一個神達1000米的礦井中。
其設備的高度有41米，長度39米。理論上可以裝滿5萬噸的純水。只要研究太陽發出中微子，以及質子衰變效應。
日本後續計劃用該實驗裝置研究超新星爆發，依舊更多宇宙中微子。
這就要求該裝置升級，後續日本政府打算在兩年後在此基礎上建立更加巨型的探測器。
當然神崗探測器已經為日本人囊收了一次諾獎。也就是證實了中微子在反應堆中的震盪。該項目領軍科學家小蔡昌俊也因此獲得2002年諾貝爾物理學獎。
科學認識論
日本在地下存了五萬噸水，究竟是為何？
咋一看還以為是日本又要搞啥陰謀了，當然作為有原罪的日本讓各位有這樣先入為主的感覺也並無不當，但這從這地下五萬噸水的角度聯想，很明顯這是日本一個探測中微子的科研項目“超級神岡探測器”的主體探測部分！那麼吃瓜群眾有話要說了，你騙鬼呢！中微子都能穿透地球，那“一桶水”有個毛用啊！你還別說，真有用！
熟悉核反應堆藍色輝光的朋友馬上就知道這是切倫科夫輻射，這是在介質中運動的物質超過光在這種介質中的運動速度時發出的一種電磁輻射，特徵就不用說了，上圖那藍幽幽的恐怖光芒就是，但可以放心會發出輻射並不是這種光！它是1934年前蘇聯物理學家切倫科夫發現，因此以他的名字命名了這種輻射！
超級神岡探測器結構示意圖，非常明顯，為隔離其他穿透力極強的宇宙射線影響，這些設施都位於極深的地下！
而鑲嵌在內壁的一個個半透明玻璃球則是11200個極為敏感的光電探測器，而這個巨大的容器內部可以存放超過5萬噸的純水！探測原理就是“切倫科夫輻射”，因為中微子不會有任何物質阻擋它的前進，因此無論在什麼物質中它的速度基本不會改變（中微子極其接近光速）！而光在水中的速度則只有真空中約75%，因此從表面上來看中微子在水中是超過光的速度前進的，因此所經之處會發出切倫科夫輻射！
通過光電探測器探測到的倫科夫輻射環,這就是隱藏在深深的地下卻能窺探到宇宙奧秘的中微子天文學！超新星1987A爆發時產生的中微子就被神岡探測器和美國的中微子探測器一起接收到！在上世紀九十年代神岡探測器又經過升級成了上文中的超級神岡探測器！另中微子探測也讓日本在諾貝爾獎上有所斬獲，1998年領導中微子探測的日本科學家小柴昌俊首次確認了中微子震盪現象，並在2002年時獲得了諾貝爾物理學獎。
基礎科學研究的突破越來越離不開超級設備與工程的支持，我國在中微子探測方面也在追趕腳步，大亞灣核電站深處的岩層下就有超級陣列的中微子探測設備，當然原理一樣！但研究的目標主要是核電站本身所產生的中微子！
大亞灣項目的建造目標也是為了進一步研究中微子振盪！
