20世纪90年代初，日本物理学家在岐阜县的一个1千米深的矿井下建造了一个装有5万吨超纯水的大水缸，并在水缸四周安装了1万3千只光电倍增管。这就是超级神冈探测器。大家知道水中的光速比真空中的光速小很多。如果中微子被水中的原子核吸收，并相应地释放出高能电子或者μ子的话，后者的速度可能高于水中的光速，发出切伦科夫辐射。此时，1万3千只光电倍增管就像1万3千只眼睛一样记录下这一切。如果电子中微子被吸收，释放出高能电子，它的轨迹会像水中的乒乓球一样“飘忽”；如果μ子中微子被吸收，释放出高能μ子的话，它的轨迹会像水中的铅球一样“稳定”。所以，让电子眼们数一数多少事件“飘忽”多少事件“稳定”就大功告成啦。
1998年，以小柴昌俊为代表的中微子振荡联合研究小组用这种方法成功证明了，大气中微子发生了代与代之间的振荡。
日本物理学家小柴昌俊
大气中微子来自于宇宙高能射线和大气的相互作用，因此，它的能量往往比太阳中微子的能量高出很多。因为μ子质量是电子的200多倍，吸收μ子中微子释放μ子的过程，要比吸收电子中微子释放电子的过程需要消耗更多的能量。所以，美国的太阳中微子实验测不到μ子中微子而日本的大气中微子实验可以。2001年，该实验小组又证明了太阳中微子也发生了代与代（即不同味）之间的振荡。
渗满水的超级神冈探测器
超级神冈探测器是日本建造的大型中微子探测器，最初目标是探测质子衰变，也能够探测太阳、地球大气和超新星爆发产生的中微子。于1982年开始建造，1983年完工。1985年，探测器开始进行扩建，名为神冈核子衰变实验Ⅱ期，灵敏度大大提高。1987年2月，神冈探测器与美国的探测器共同发现了大麦哲伦星云中超新星SN1987A爆发时产生的中微子，这是人类首次探测到太阳系以外的天体产生的中微子。20世纪90年代，神冈探测器经过再次扩建，于1996年开始观测，名为超级神冈探测器，容量扩大了10倍。1998年，超级神冈探测器的领导者、日本科学家小柴昌俊发表了测量结果，给出中微子振荡的首个确切证据，认为中微子在三种不同“味”之间是可以相互转换的，这也表明中微子是有质量的，而不是粒子物理标准模型中预言的零质量粒子。2002年，超级神冈探测器证实反应堆中产生的中微子发生了振荡。这个结果在中微子天文学和粒子物理学中具有里程碑式的意义，小柴昌俊因此获得2002年的诺贝尔物理学奖。
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