世界七大極端實(shí)驗(yàn)室

安利

南極“冰立方中微子觀測(cè)站”

南極洲的環(huán)境具有極端和獨(dú)特的雙重特性，多個(gè)國(guó)家都在南極建立了科考站。為了捕捉來(lái)自遙遠(yuǎn)天體的暗物質(zhì)粒子，美國(guó)等國(guó)家的科學(xué)家在南極厚厚的冰層下，建設(shè)了一個(gè)用來(lái)捕獲宇宙粒子的“冰立方中微子觀測(cè)站”。中微子是組成自然界的最基本的粒子之一，質(zhì)量非常輕，以接近光速的速度運(yùn)動(dòng)，由于不帶電荷，所以它們?cè)陲w行時(shí)不會(huì)受磁場(chǎng)的干擾而偏離方向。這樣一來(lái)，科學(xué)家如果探測(cè)到了中微子的軌跡，就可以追溯出它們的源頭。雖然中微子的來(lái)源現(xiàn)在還不是很清楚，但黑洞、中子星和暗物質(zhì)都有可能是它們的源頭。當(dāng)暗物質(zhì)干擾其他星體產(chǎn)生中微子的時(shí)候，這些中微子便能被“冰立方”監(jiān)測(cè)到。所以，根據(jù)“冰立方”記錄下的蹤跡，人們就有可能找到暗物質(zhì)的相關(guān)線索。

美國(guó)布魯克海文實(shí)驗(yàn)室

該實(shí)驗(yàn)室有一臺(tái)“超級(jí)機(jī)器”——相對(duì)論重離子對(duì)撞機(jī)，2010年2月，它創(chuàng)造出最高的人造溫度：4萬(wàn)億攝氏度，比太陽(yáng)的核心溫度還要高25萬(wàn)倍。該對(duì)撞機(jī)有一個(gè)3.8千米長(zhǎng)的環(huán)形隧道，兩束對(duì)撞粒子分別朝兩個(gè)方向運(yùn)行，由裝置上的線圈進(jìn)行加速。當(dāng)金離子以近乎光速的速度發(fā)生正面對(duì)撞時(shí)，炙熱、密度極高的夸克—膠子等離子體便形成了，更準(zhǔn)確地說，是近似于流體的物質(zhì)。物理學(xué)家可以借此觀測(cè)到在宇宙大爆炸的極短時(shí)間內(nèi)，出現(xiàn)的“接近完美的液體”的物質(zhì)形態(tài)。

尼泊爾“金字塔”實(shí)驗(yàn)室

海拔5050米高的“金字塔”實(shí)驗(yàn)室，是世界上海拔最高的陸地實(shí)驗(yàn)室。這座金字塔形狀的建筑有3層樓高，整個(gè)屋頂上覆有太陽(yáng)板。從20世紀(jì)90年代開始，越來(lái)越多的科學(xué)家提出，來(lái)自南亞次大陸的污染煙塵顆粒正在增加。這些煙塵顆粒主要來(lái)自人為的排放源，其形成的大氣靄云覆蓋在恒河平原上空，并延展到了往南數(shù)千千米的地方，籠罩了印度洋。但在北邊有一個(gè)明顯的界線，那就是喜馬拉雅山脈。所以，這里被認(rèn)為是研究大氣靄云的絕佳地點(diǎn)。為了更好地觀測(cè)喜馬拉雅山南部的污染情況，尼泊爾氣象觀測(cè)局特地在庫(kù)恩布山谷建造了這座觀測(cè)站。目前，這里已成為國(guó)際研究實(shí)驗(yàn)室，涉及的科學(xué)項(xiàng)目包括地質(zhì)、氣候、環(huán)境和人體生理學(xué)等。

美國(guó)“寶瓶座”水下實(shí)驗(yàn)室

該實(shí)驗(yàn)室位于佛羅里達(dá)州凱斯國(guó)家海洋保護(hù)區(qū)15米～18米深的水下，是目前世界上唯一一個(gè)還在運(yùn)行的可供科學(xué)家工作和生活的水下實(shí)驗(yàn)室。這座實(shí)驗(yàn)室由美國(guó)國(guó)家海洋局和大氣管理局建成，于1993年投入使用，目的是為了更好地監(jiān)測(cè)環(huán)境和觀察珊瑚礁、海洋生物的生長(zhǎng)。這座大小如同一輛校車的實(shí)驗(yàn)室，可同時(shí)容納6名科研人員生活兩周時(shí)間。美國(guó)宇航局也在這里對(duì)宇航員進(jìn)行培訓(xùn)，以鍛煉他們?cè)谕馓栈蛘呶磥?lái)登陸小行星時(shí)的生存能力。

歐洲核子研究中心

歐洲核子研究中心是世界上最大的粒子物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室，它擁有世界上最大、能量最高的粒子加速器——大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)。自2010年3月30日首次“對(duì)撞”試驗(yàn)成功以來(lái)，科學(xué)家已接近發(fā)現(xiàn)有“上帝粒子”之稱的希格斯玻色子。該粒子被認(rèn)為是物質(zhì)的質(zhì)量之源，它的發(fā)現(xiàn)將有可能幫助人類解開宇宙的起源之謎。

加拿大薩德伯里中微子觀測(cè)站

太陽(yáng)在熱核反應(yīng)時(shí)會(huì)釋放出大量中微子，科學(xué)家早期在觀測(cè)抵達(dá)地球的中微子時(shí)發(fā)現(xiàn)，觀測(cè)到的數(shù)目要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于理論值，這就是“太陽(yáng)中微子失蹤之謎”。為了解開“太陽(yáng)中微子失蹤之謎”，1999年，來(lái)自加拿大、美國(guó)和英國(guó)的科學(xué)家在加拿大安大略省薩德伯里附近的一座鎳礦中，建造了一臺(tái)中微子探測(cè)器，稱為薩德伯里中微子觀測(cè)站（SNO）。觀測(cè)站位于地下2000米處，是世界上最深的地下實(shí)驗(yàn)室。它使用1000噸超純重水，通過觀察中微子與重水反應(yīng)變成質(zhì)子的過程，來(lái)探測(cè)抵達(dá)地球的太陽(yáng)中微子數(shù)目。目前有關(guān)太陽(yáng)中微子的實(shí)驗(yàn)課題已經(jīng)結(jié)束，該實(shí)驗(yàn)室正在為“SNO+”的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改造，目的是利用液體研究低能量中微子。

國(guó)際空間站

從運(yùn)行高度、速度和太空環(huán)境而言，國(guó)際空間站都堪稱世界上極端的實(shí)驗(yàn)室。它的運(yùn)行軌道距地球360千米左右，平均運(yùn)行速度2.77萬(wàn)千米/時(shí)。由于國(guó)際空間站長(zhǎng)期有人員駐留，為了避開地球周圍的強(qiáng)輻射地帶，一般高度不超過400千米，這個(gè)高度并沒有完全離開大氣層。由于空間站還受到空氣阻力的作用，因此，從嚴(yán)格意義上講，并不完全失重，但可以認(rèn)為近似于完全失重的狀態(tài)。

（郭旺啟摘自《讀者·校園版》）