世界最深實驗室

　　在電影《2012》里，印度科學家在距離地面1萬米深的地下實驗室工作，最先發現地球毀滅征兆。雖然這是部災難片，1萬米深的地下實驗室尚不存在，但許多國家已建有深度上千米的地下實驗室。去年12月12日，我國首個極深地下實驗室一“錦屏實驗室”投入使用。它垂直巖石覆蓋達2400米，成為世界上巖石覆蓋最深的實驗室。
　　
　　為什么要建地下實驗室?
　　
　　地下科學實驗室位于地下深處，它能夠在很大程度上免受宇宙射線影響，因而是進行暗物質探測實驗的最理想的場所。宇宙中看不見的物質在數量上要遠遠超過我們能夠看到的。科學家認為宇宙的大部分都是由暗物質組成，只不過現有的科技手段還無法直接檢測到暗物質。讓不少人難以理解的是，暗物質在宇宙中，科學家為啥要“鉆”到地下去探測呢?這是因為世界上最難擋住的就是宇宙射線，要打造一個最理想的實驗環境，就要盡量遮蔽住宇宙射線，而用巖石阻擋是好辦法。錦屏隧洞最大埋深達2400米左右，實驗室設立其中，就相當于將實驗室設在地下2400多米深的地方，能將宇宙射線通量降到地面水平的約億分之一。
　　
　　世界最深實驗室什么樣?
　　
　　在建設二灘水電站過程中，四川錦屏山底曾修建了18千米可以通行汽車的隧道，上面是兩千多米厚的山體巖石。這里成為研究所成立后首個實驗的開展地，專門“搜捕”暗物質。該實驗室利用的是當地建水電站時修的地下隧道，在其側面開挖長40米，寬、高各為6米的空間，因而與國外一些“脫胎”于礦井的地下實驗室相比，使用更為便利，不必坐著電梯上上下下，乘坐汽車就能“入地”。
　　從地面上開車大概20分鐘，就能到達地下實驗室。工作人員戴上安全帽、穿著硬底鞋，進入實驗室，入眼是各種儀器設備。那里四季恒溫，冬暖夏涼，不需要用空調。唯一與地面實驗室不同的是，那里沒有窗戶，刮風下雨絲毫感覺不到，進去久了也容易讓人搞不清外界是白天還是黑夜。地下實驗室的通風設備很好，絲毫不會感到氣悶，人在下面呆個半天，不會有任何異樣的感覺。一旦儀器運行穩定后，工作人員只需在地面上的辦公室監控探測器運行即可，而地下實驗室的所有數據也會傳送至地面，因而，科研人員無需24小時“守”著探測器。
　　這是世界上最深、最“干凈”的地下實驗室。所謂最“干凈”，是指輻射最少、雜質最少。而為了讓實驗室變得更“干凈”，工作人員還對環境進行了特殊的包裝。實驗室外層是1米厚的聚乙烯材料，用于阻攔和吸引中子；然后是20厘米厚的鉛層，用于屏蔽外部的伽馬射線；20厘米厚的含硼聚乙烯，用于吸收剩余的中子；10厘米厚的高純無氧銅，用于阻擋鉛材料及外部其他材料中伽馬射線。這些屏蔽設備幾乎屏蔽掉了能夠想到的一切輻射源，最里面才為“捕捉”暗物質的精密儀器——高純鍺探測器的工作空間。
　　高純鍺探測器，即捕捉暗物質的“網”，是深藏在多層屏蔽體內的黃色金屬立方體，由純度高達99.9999999999％(簡稱12個9)的高純鍺晶體制成，是目前人類可以得到的純度最高的晶體材料。據介紹，經過層層屏蔽后，如果通過高純鍺探測器能夠探測到未知的粒子，可以通過實驗裝置反映在相連的測量裝置上，通過對不同的波形反饋的分析，以獲取未知粒子的各種測量參數，從而可能發現暗物質中的一種。世界各國的地下實驗室
　　世界上最早的地下實驗室嚴格說只是個“臨時設施”，1966年，美國科學家戴維斯為驗證太陽中微子的存在，絞盡腦汁尋找屏蔽宇宙射線的實驗場所，最終他來到南達科他州的一座金礦，在廢棄礦井里開辟出一個實驗室。戴維斯通過這種方法驗證了太陽中微子的存在，并于2002年獲得諾貝爾物理學獎。
　　目前，美國、英國、法國、意大利、加拿大、日本等國家已建立起10多個極深地下實驗室。美國南達科他州的地下實驗室正不斷擴建，由于出現積水問題曾一度停工，但最終目標是建成超過3000米深的世界第一深實驗室。而研究課題最多、規模最大的是意大利格朗薩索國家地下實驗室，該實驗室深度為1400米，總容積18萬立方米，目前有20多個國家的750多名科學家圍繞這個實驗室工作。日本于去年10月在岐阜縣飛鰭市神岡礦山的礦井下，建設了XMASS地下實驗室。各國積極興建極深地下實驗室的目的，就是希望能夠成為最早發現暗物質的國家。
　　
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　　最極端的實驗室
　　
　　最高：這也許是你在尼泊爾攀登喜馬拉雅山看到的最后一座建筑物，位于海拔5050米處外觀呈金字塔形的實驗室。它隸屬于意大利EvK2-CNR委員會，負責推動山岳環境研究，自1990年建立以來已經承擔了550多項研究任務，同時致力于保護高海拔地區脆弱的生態環境。
　　風最大：紐約布法羅大學的LENS－X風洞在氣流研究方面可算是權威設施。該風洞長30多米，寬2.5米，僅僅“吹”千分之二秒便可產生18米的氣流。這里的任務是創造出30馬赫的風速，相當于音速的30倍。
　　最耐壓：位于美國佛羅里達州基拉戈的“寶瓶座”海底實驗室，致力于水下研究，可同時容納6名科研人員生活長達兩周時間。盡管處在20米深的地方，但其工作平臺所受壓力卻是海平面壓力的2.5倍。
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