世界七大极端实验室

世界七大极端实验室

南极“冰立方中微子观测站”

南极洲的环境具有极端和独特的双重特性，多个国家都

在南极建立了科考站。为了捕捉来自遥远天体的暗物质粒子，

美国等国家的科学家在南极厚厚的冰层下，建设了一个用来

捕获宇宙粒子的“冰立方中微子观测站”中微子是组成自

然界的最基本的粒子之一，质量非常轻，以接近光速的速度运动，由于不带电荷，所以它们在飞行时不会受磁场的干扰而偏离方向。这样一来，科学家如果探测到了中微子的轨迹，

就可以追溯出它们的源头。虽然中微子的来源现在还不是很暗物质干扰其他星体产生中微子的时候，这些中微子便能被

清楚，但黑洞、中子星和暗物质都有可能是它们的源头。当

冰立方”监测到。所以，根据“冰立方”记录下的踪迹，人们就有可能找到暗物质的相关线索。

美国布鲁克海文实验室该实验室有一台“超级机器” ――相

对论重离子对撞机，

2010 年 2 月，它创造出最高的人造温度： 4 万亿摄氏度，比太阳的核心温度还要高25 万倍。该对撞机有一个 3.8 千米长的环形隧道，两束对撞粒子分别朝两个方向运行，由装置上的线圈进行加速。当金离子以近乎光速的速度发生正面对撞时，炙热、密度极高的夸克一胶子等离子体便形成了，更准确地说，是近似于流体的物质。物理学家可以借此观测到在宇宙大爆炸的极短时间内，出现的“接近完美的液体”的物质形态。

海拔5050 米高的“金字塔”实验室，是世界上海拔最

高的陆地实验室。这座金字塔形状的建筑有 3 层楼高，整个屋顶上覆有太阳板。从20 世纪90 年代开始，越来越多的科学家提出，来自南亚次大陆的污染烟尘颗粒正在增加。这些烟尘颗粒主要来自人为的排放源，其形成的大气霭云覆盖在恒河平原上空，并延展到了往南数千千米的地方，笼罩了印度洋。但在北边有一个明显的界线，那就是喜马拉雅山脉。

所以，这里被认为是研究大气霭云的绝佳地点。为了更好地观测喜马拉雅山南部的污染情况，尼泊尔气象观测局特地在库恩布山谷建造了这座观测站。目前，这里已成为国际研究实验室，涉及的科学项目包括地质、气候、环境和人体生理学等。

美国“宝瓶座”水下实验室该实验室位于佛罗里达州凯斯国家海洋保护区15 米

18 米深的水下，是目前世界上唯一一个还在运行的可供科学家工作和生活的水下实验室。这座实验室由美国国家海洋局和大气管理局建成，于1993 年投入使用，目的是为了更好

地监测环境和观察珊瑚礁、海洋生物的生长。这座大小如同辆校车的实验室，可同时容纳 6 名科研人员生活两周时间。

美国宇航局也在这里对宇航员进行培训，以锻炼他们在外太空或者未来登陆小行星时的生存能力。

欧洲核子研究中心欧洲核子研究中心是世界上最大的粒子物理学实验室，

它拥有世界上最大、能量最高的粒子加速器一一大型强子对撞机。自2010 年3月30 日首次“对撞”试验成功以来，科学家已接近发现有“上帝粒子”之称的希格斯玻色子。该粒子被认为是物质的质量之源，它的发现将有可能帮助人类解开宇宙的起源之谜。

加拿大萨德伯里中微子观测站太阳在热核反应时会释放出大量中微子，科学家早期在

观测抵达地球的中微子时发现，观测到的数目要远远小于理论值，这就是“太阳中微子失踪之谜” 。为了解开“太阳中微子失踪之

谜” ，1999 年，来自加拿大、美国和英国的科学家在加拿大安大略省萨德伯里附近的一座镍矿中，建造了

台中微子探测器，称为萨德伯里中微子观测站（SNO）。观测

站位于地下2000 米处，是世界上最深的地下实验室。它使用1000 吨超纯重水，通过观察中微子与重水反应变成质子的过程，来探测抵达地球的太阳中微子数目。目前有关太阳

中微子的实验课题已经结束，该实验室正在为“SNO+'的实

验进行改造，目的是利用液体研究低能量中微子。

国际空间站从运行高度、速度和太空环境而言，国际空间站都堪称

世界上极端的实验室。它的运行轨道距地球360 千米左右，平均运行速度 2.77 万千米/ 时。由于国际空间站长期有人员驻留，为了避开地球周围的强辐射地带，一般高度不超过400 千米，这个高度并没有完全离开大气层。由于空间站还受到空气阻力的作用，因此，从严格意义上讲，并不完全失重，但可以认为近似于完全失重的状态。

郭旺启摘自《读者?校园版》）