这个探测装置由来自日本和美国的约120名研究人员共同维护。他们在神冈町地下一公里深处废弃的锌矿坑中设置了一个巨大水池，装有5万吨水，周围放置了1.3万个光电倍增管探测器。当中微子通过这个水槽时，由于水中氢原子核的数目极其巨大，两者发生撞击的几率相当高。碰撞发生时产生的光子被周围的光电倍增管捕获、放大，并通过转换器变成数字信号送入计算机，供科学家们分析。
　　科学家们已经确认中微子有三种形态：电子中微子、μ（缪子）中微子和τ（陶子）中微子；其中只有前两者能够被观测到。日本科学家设计的这个装置主要是用来探测宇宙射线与地面上空20公里处的大气层中各种粒子发生碰撞产生的缪子中微子。研究人员在6月12日出版的美国《科学》杂志上报告说，他们在535天的观测中捕获了256个从大气层进入水槽的缪子中微子，只有理论值的百分之六十；在实验地背面的大气层中产生、穿过地球来到观测装置的中微子有139个，只剩下理论值的一半。他们据此推断，中微子在通过大气和穿过地球时，一部分发生了振荡现象，即从一种形态转为另一种，变为检测不到的陶子中微子。根据量子物理的法则，子之间的相互转化只有在其具有静止质量的情况下才有可能发生。其结论不言而喻：中微子具有静止质量。研究人员指出，这个实验结果在统计上的置信度达到百分之九十九点九九以上。
　　这个实验不能给出中微子的准确质量，只能给出这两种中微子质量之差－－大约是电子质量的一千万分之一，这也是中微子质量的下限。中微子具有质量的意义却不可忽视。一是如前所述，由于宇宙中中微子的数量极其巨大，其总质量也就非常惊人。二是在现有的量子物理构架中，科学家用假设没有质量的中微子来解释粒子的电弱作用；因此如果它有质量，目前在理论物理中最前沿的大统一理论模型（一种试图把粒子间四种基本作用中的三种统一起来的理论）就需要重建。
　　不过日本科学家不是最早提出中微子具有静止质量的人。早在1980年，苏联理论与实验物理研究所柳比莫夫小组在经过10年的氚?能谱测量以后得出结论，认为中微子的质量为34.4电子伏特。（电子伏特是一个很小的能量单位，相当于一个电子在一伏特的电场中具有的能量。）考虑到仪器因素带来的测量误差和实验方法不完善带来的系统误差之后，中微子的质量应在17至40电子伏特之间。这一结果第一次宣布电子反中微子的质量不等于零，轰动了全世界子物理学界和天体物理学界。
　　他们的研究成果公布后，全世界十几个实验室纷纷采用类似的方法检验柳比莫夫小组结果的正确性。1986年，瑞士苏黎士大学物理所、日本东京大学原子核研究所、美国洛斯阿拉莫斯国家实验室等先后发表了自己的实验结果，与苏联同行的结论相去不远。中国原子能科学研究院从80年代初开始也进行了此项研究，积累了三万多个实验数据，得出结论电子反中微子的静止质量在30电子伏特以下。
　　对中微子的研究不仅可以告诉我们宇宙整体的质量，而且可以揭示浩瀚的太空深处各种星体的奥秘。这是因为从星球内部发出的光很难穿过庞大的星球，我们现在所观测到的星光、太阳光只是星球、太阳表面发出的光，只有中微子才能畅通无阻地将星球、太阳内部的信息带给我们。因此，揭开关于中微子的各个谜，既是深入认识微观世界的需要，也是深入认识宏观世界的需要。
　　1987年2月23日格林尼治时间10点35分，南半球的几个天文台观测到大麦哲伦星云中一颗编号为SN1987A的超新星开始爆发。这消息公布后，几个有大型地下探测装置的实验室立刻查阅了数据记录磁带，发现在当天格林尼治时间7点35分左右总共捕获了24个来自超新星的中微子，记录下了十分珍贵的信息。中微子比光先到达地球是因为在星球内核引力坍缩的最初阶段温度激增至10^11摄氏度，在高温下质子与电子合成中子而放出大量中微子。该反应产生强大的激波向外扩散，将星球外层物质加热到几十万度而导致爆发，发出大量的光辐射。这三个小时的时差就是激波从核心传到星球表面的时间。
　　这次观测到超新星的爆发以后，天文学的一个新领域－－中微子天文学诞生了。由于宇宙中存在大量的星际尘埃，对可见光和电磁波有较强的遮蔽作用，使我们无法探测遥远宇宙的奥秘。而中微子可以穿过大量的物质却几乎不发生任何反应，从而为我们带来了宇宙深处的中微子信息。比如虽然SN1987A爆发时我们只记录下了24个中微子，但却可以推算出这颗超新星爆发的总能量和爆发后形成的中子星的直径与质量。