上世紀九十年代，日本斥巨資在岐阜縣飛驒市神岡町茂住礦山地下1000米的深處，修建了一個高41.4米，直徑達39.3米的圓柱形不鏽鋼容器，這個容器的內壁上分佈着密密麻麻的金色圓球。
這個圓柱形不鏽鋼容器被稱為超級神岡探測器，裏面儲存了5萬噸超純水，大約相當於20個標準游泳池的水量。
日本為什麼要花這麼大的力氣在地下儲存這麼多超純水呢，其目的何在？
中微子是輕子的一種，它是組成自然界的最基本的粒子之一，通常用符號希臘字母ν表示。中微子既不帶正電荷也不帶負電荷，所以它的性質是中性的。科學界從預言中微子的存在到發現它，用了20多年的時間。
研究表明，太陽內部進行核聚變時會產生大量的中微子，其中一部分會飛往地球。
中微子被稱為「宇宙中最難以捉摸的獵物」，它難倒了一眾物理學大咖，就連量子力學的奠基人波爾都差點為了它而放棄能量守恆定律。
由於不帶任何電荷，中微子不會與物質發生相互作用。我們可以舉個例子，手電筒的光照在牆壁上，光線就會被牆壁擋住，而中微子射過去，牆壁卻會像不存在一樣，直接被穿透。其實不單單是牆壁，整個地球都會被中微子直接穿透。物理學家猜測，每一秒鐘大約有100萬個中微子穿過人類的身體。
中微子極其微小，肉眼根本看不到，就連組成原子的最小單位夸克也比它大兩個數量級。
中微子在真空中的速度接近光速，而且它的體積幾乎可以忽略不計，所以中微子很難被探測到。不過，一些物理學家通過研究發現，中微子遇水則會出現不一樣的情況。
首先，中微子在水中的速度不會變小，而眾所周知，光在水中的速度會減小約四分之一。其次，當中微子從水中穿過時，有可能與水發生反應，儘管這種概率很小，但也算是一個突破口。最後，中微子進入水中會發出切倫科夫輻射光。
超純水就在這一環節起到非常重要的作用的。它不但能夠幫助科學家更好地發現中微子在水中的反應，而且還能夠屏蔽其他宇宙射線對實驗造成的干擾。
我們平時接觸到的水都是含有雜質的，不管是自來水、礦泉水還是蒸餾水，無一例外。泉水中含有大量的礦物質，自來水中含有泥沙、鐵鏽、藻類、懸浮物和微纖維等雜質，通常我們認為最純凈的蒸餾水中也含有極少量的雜質。
而超純水又稱UP水，是指電阻率達到18 MΩ*cm(25℃)的水。這種水中除了水分子以外，幾乎沒有什麼雜質，更沒有細菌、病毒、含氯二噁英等有機物，當然也沒有人體所需的礦物質微量元素，也就是幾乎去除氧和氫以外所有原子的水。
日本超級神岡中微子探測器中儲存的5萬噸超純水，就是為了捕捉中微子，並利用它來進行一系列科學實驗。
為了維持超純水的純度，這些探測器中的超純水一直處於循環和凈化之中，力求盡一切可能清理掉其中的微量雜質。
然而，即便超純水已經達到了99.999%以上的純度，但是由於輻射量實在太小，所以仍然很難捕捉到中微子。為此，科學家需要藉助一種能夠放大輻射信號的儀器，這種儀器就是光電倍增管。超級神岡探測器內壁上密密麻麻的金色圓球，實際上就是光電倍增管，它能夠將切倫科夫輻射光的信號放大1億倍。這樣一來，就算是微弱到可以忽略不計的光芒，也能夠被捕捉到。
另外，為了儘可能地屏蔽掉其他所有的干擾信息，中微子實驗需要高山來作為背景。可是，日本是一個島國，國內沒有適合做實驗的高山，所以他們就把做實驗的地點放在了地下1000米深的廢礦井中，這樣也能達到屏蔽干擾信號的目的。
1996年，超級神岡探測器正式投入使用後，日本科學家利用它很快就探測到了中微子的痕迹，證實了超新星爆炸的理論，拉開了中微子天文學的序幕。圍繞中微子研究的實驗成果，也為日本帶來了兩個諾貝爾獎。
中微子的應用前景令人期待，科學家利用中微子在傳播過程中不會發生衰變的特性，能夠推算出每個星系的真實物質含量是多少。
除此之外，科學家利用中微子能夠穿透物質的特性，也能夠將它應用於通信領域。2012年，美國科學家就將一個中微子穿過了厚達237米的岩石，並把它攜帶的信息傳輸到岩石背面的接收器上。
