世界七大極端實驗室

安利

南極“冰立方中微子觀測站”

南極洲的環(huán)境具有極端和獨特的雙重特性，多個國家都在南極建立了科考站。為了捕捉來自遙遠天體的暗物質(zhì)粒子，美國等國家的科學家在南極厚厚的冰層下，建設(shè)了一個用來捕獲宇宙粒子的“冰立方中微子觀測站”。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動，由于不帶電荷，所以它們在飛行時不會受磁場的干擾而偏離方向。這樣一來，科學家如果探測到了中微子的軌跡，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。當暗物質(zhì)干擾其他星體產(chǎn)生中微子的時候，這些中微子便能被“冰立方”監(jiān)測到。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。

美國布魯克海文實驗室

該實驗室有一臺“超級機器”——相對論重離子對撞機，2010年2月，它創(chuàng)造出最高的人造溫度：4萬億攝氏度，比太陽的核心溫度還要高25萬倍。該對撞機有一個3.8千米長的環(huán)形隧道，兩束對撞粒子分別朝兩個方向運行，由裝置上的線圈進行加速。當金離子以近乎光速的速度發(fā)生正面對撞時，炙熱、密度極高的夸克—膠子等離子體便形成了，更準確地說，是近似于流體的物質(zhì)。物理學家可以借此觀測到在宇宙大爆炸的極短時間內(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”實驗室

海拔5050米高的“金字塔”實驗室，是世界上海拔最高的陸地實驗室。這座金字塔形狀的建筑有3層樓高，整個屋頂上覆有太陽板。從20世紀90年代開始，越來越多的科學家提出，來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。但在北邊有一個明顯的界線，那就是喜馬拉雅山脈。所以，這里被認為是研究大氣靄云的絕佳地點。為了更好地觀測喜馬拉雅山南部的污染情況，尼泊爾氣象觀測局特地在庫恩布山谷建造了這座觀測站。目前，這里已成為國際研究實驗室，涉及的科學項目包括地質(zhì)、氣候、環(huán)境和人體生理學等。

美國“寶瓶座”水下實驗室

該實驗室位于佛羅里達州凱斯國家海洋保護區(qū)15米～18米深的水下，是目前世界上唯一一個還在運行的可供科學家工作和生活的水下實驗室。這座實驗室由美國國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)測環(huán)境和觀察珊瑚礁、海洋生物的生長。這座大小如同一輛校車的實驗室，可同時容納6名科研人員生活兩周時間。美國宇航局也在這里對宇航員進行培訓，以鍛煉他們在外太空或者未來登陸小行星時的生存能力。

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實驗室，它擁有世界上最大、能量最高的粒子加速器——大型強子對撞機。自2010年3月30日首次“對撞”試驗成功以來，科學家已接近發(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站

太陽在熱核反應時會釋放出大量中微子，科學家早期在觀測抵達地球的中微子時發(fā)現(xiàn)，觀測到的數(shù)目要遠遠小于理論值，這就是“太陽中微子失蹤之謎”。為了解開“太陽中微子失蹤之謎”，1999年，來自加拿大、美國和英國的科學家在加拿大安大略省薩德伯里附近的一座鎳礦中，建造了一臺中微子探測器，稱為薩德伯里中微子觀測站（SNO）。觀測站位于地下2000米處，是世界上最深的地下實驗室。它使用1000噸超純重水，通過觀察中微子與重水反應變成質(zhì)子的過程，來探測抵達地球的太陽中微子數(shù)目。目前有關(guān)太陽中微子的實驗課題已經(jīng)結(jié)束，該實驗室正在為“SNO+”的實驗進行改造，目的是利用液體研究低能量中微子。

國際空間站

從運行高度、速度和太空環(huán)境而言，國際空間站都堪稱世界上極端的實驗室。它的運行軌道距地球360千米左右，平均運行速度2.77萬千米/時。由于國際空間站長期有人員駐留，為了避開地球周圍的強輻射地帶，一般高度不超過400千米，這個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，從嚴格意義上講，并不完全失重，但可以認為近似于完全失重的狀態(tài)。

（郭旺啟摘自《讀者·校園版》）