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(yuǎn)天體的暗物質(zhì)粒子，美國等國家的科學(xué)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(xué)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(dāng)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(jī)器”——相對論重離子對撞機(jī)，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(jī)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(jìn)行加速。當(dāng)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(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

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(jì)90年代開始，越來越多的科學(xué)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限，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。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(xué)項目包括地質(zhì)、氣候、環(huán)境和人體生理學(xué)等。

美國“寶瓶座”水下實驗室

該實驗室位于佛羅里達(dá)州凱斯國家海洋保護(hù)區(qū)15米～18米深的水下，是目前世界上唯一一個還在運行的可供科學(xué)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(jìn)行培訓(xùn)，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(xué)實驗室，它擁有世界上最大、能量最高的粒子加速器——大型強(qiáng)子對撞機(jī)。自2010年3月30日首次“對撞”試驗成功以來，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站

太陽在熱核反應(yīng)時會釋放出大量中微子，科學(xué)家早期在觀測抵達(dá)地球的中微子時發(fā)現(xiàn)，觀測到的數(shù)目要遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(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(yīng)變成質(zhì)子的過程，來探測抵達(dá)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(jìn)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/小時。由于國際空間站長期有人員駐留，為了避開地球周圍的強(qiáng)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(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)。