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2008-07-06 网易探索

  不要总是把大型强子对撞机(LHC)挂在嘴上,关于这个庞然大物的报道已经够多了。但除它之外,世界上还有一些实验机器相当酷。
网易探索6月26日讯,据美国《大众机械》杂志报道,不要总是把大型强子对撞机(LHC)挂在嘴上,关于这个庞然大物的报道已经够多了。但除它之外,世界上还有一些实验机器相当酷,比如跟踪火星的机器人,模拟飓风的设备或揭示超新星诞生之谜的装置,等等。他们不仅具有“冷酷到底”的外观,还肩负着揭开世界上最大的未解之谜的重任。

1. 超级神冈探测器(Super-Kamiokande)



超级神冈探测器(Super-K)虽然不是世界上最大最灵敏的中微子天文台。但是如果发现银河系中有超新星爆发,物理学家应该感谢这个探测器。超级神冈探测器埋在日本中部地区地下1000英尺处,内部填充了5万加仑纯净水,它是设计用来发现不同类型的中微子。它只分析切伦科夫光――一种蓝色可见光射线,在核反应堆内非常常见。当带电粒子经过某种介质,比如水,就会产生切伦科夫光。

超级神冈探测器由一个135英尺高的不锈钢圆柱体和一个较小的内部结构组成,利用数千个感光元件来探测引发出切伦科夫射线的中微子。研究人员一直在利用这个天文台来证实太阳是否产生中微子。超级神冈探测器还首次证实中微子拥有质量。但是该探测器最大功能是在超新星早期预警系统(SNEWS)中扮演重要角色。因为超新星爆发会释放大量的中微子,所以超级神冈探测器一直在持续观测比光速还快的可疑粒子突袭,从而探知超新星的爆发。

2. 45-T混合磁体(45-T hybrid magnet)



和其他世界纪录一样,美国佛罗里达州国家高磁场实验室的45-T混合磁体是世界上最大最强的磁体,能产生持续稳定的磁场。虽然世界上已经有较强的脉冲磁铁,但这个高22英尺、重35吨的家伙却威力无比,能产生45特斯拉的磁场。这数字比地球磁场大约强100万倍!比核磁共振成像仪产生的磁场强20倍。

45-T混合磁体由一个11.5特斯拉的超导磁铁和一个33.5特斯拉的电阻磁铁组成。据悉,45-T混合磁体周围被充满纯净水和液态氦的管子包围着,以确保它能在1.8开氏度(或零下456华氏度)的温度下正常运转。高磁场研究的重要一环是室温超导电性,它能在不需要昂贵的液态氦或氮系统的情况下,提供超导材料(电阻是零)所能提供的各种好处。没有人能担保45-T真能发挥这样的作用,但它是世界上最强大、最有用的磁铁,这一点毫无疑问。

3.飓风模拟器(Hurricane Simulator)



佛罗里达州大学的飓风模拟器有8个高5英尺(合1.5米)的风扇能产生时速208公里的风——相当于3级飓风,它形成的高压水柱能模拟每小时89厘米的降雨。这些风扇其实产生的是时速为100英里(160公里)的风,它们产生的风穿过一个能压缩气流的输送管后速度就会增加。它利用5000加仑的水箱冷却4个2800马力的船用柴油发动机。这个模拟器是来模拟骤雨和飓风对建筑物所造成的影响。

4. 绿岸射电望远镜(Green Bank Telescope)



绿岸射电望远镜(GBT)是世界上最大的全动射电望远镜,高146 米,重7700吨。更重要的是,绿岸射电望远镜还是世界上最大的可移动射电望远镜之一。其碟形天线为100米x 110米,这一尺寸在世界上独一无二的。它的这种不对称形状能防止绿岸射电望远镜的支撑结构使其2000多块铝制面板镶嵌的镜面变得模糊不清。

通过其巨大的轮轨装置来调节此碟形天线,并能调整每一块铝制面板的位置,纠正此镜面的形状,从而让科学家能利用绿岸射电望远镜获得5度多的仰角的天空全视图。该设备在接收无线电信号时灵敏度还相当高。绿岸射电望远镜是以西弗吉尼亚绿岸的名字命名,该地是一个禁止使用无线电的联邦托管区。这台望远镜在研究遥远的脉冲星方面已经取得巨大进步。它的最新任务是追踪美国宇航局的“凤凰”号火星着陆器,这颗着陆器刚刚在火星上着陆。

5. “地球”号钻探船(Drilling Vessel Chikyu)



日本“地球”号钻探船由日本三菱重工业公司建造,全长210米、阔38米、排水量5.7万多吨,是世界上最大的科研钻探船,也是有史以来钻探地幔深度最深的船只。“地球”号是第一个利用石油工业的提升技术的科研船只。在提升技术中,钻杆被充满液体的保护性外套包围,稳定钻孔内的压力。此外,船上装有最先进的航行控制系统、航海图、雷达系统、可旋转360度的推进器及全球最高的钻井架。同时,亦配备石油探测公司先进的技术,在抽取岩层样本同时亦会注入泥浆。船上亦有装上泄压阀,以减低地下压力。

从技术上说,俄罗斯有个项目已经向地下钻了12公里深的洞,但“地球”号高120米的钻探架将在远离日本海岸的一处容易发生地震的断裂带向下钻7公里,而这里的地壳相对较薄。因此,“地球”号会抽取岩层样本。在“地球”号成功探出洞后,它将会在洞中放置感应器监测地震。过去的地震监测只能在地震发生数分钟后才作紧急通告,但新的感应器将可预测地震发生的时间及地点,将可大大减少伤亡人数。另外,“地球”号亦会抽取地底深层岩石及泥浆样本,协助研究地球千万年前的气候状况及生命起源。部分微生物可在高温高压的环境中生存,若微生物亦证实可在地壳深处及地幔生存,它们则拥有的生物特性(如耐热),有助人类研究生物科技。

“地球”号曾于06年进行试探,但因机件故障而中途放弃。而这次探测任务由于地底炙热的熔岩、天然气或石油层极为危险,所以钻探速度会很慢,预计整项计划要到2012年完成。

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