揭秘五大超级科学机器:超级神冈探测器等
时间:2017-12-07

  科学网 - 秘密五超科学机:超级神冈探测器

  据北京时间6月2日消息,据国外媒体报道,不要总是挂着大型强子对撞机(LHC),关于这个怪兽的报道已经够了,但除此之外,世界上还有几台研究机器不如大型强子对撞机那么重要。其中一些超级机器正在跟踪火星机器人,一些模拟飓风,另一些则揭示了超新星诞生的奥秘,不仅有着严酷的外观,而且还有解开世界上最大的未解之谜的任务。

  事实上,你可能听说过大型强子对撞机,这确实是埋在瑞士和法国数百英尺地下的一个具有里程碑意义的科学成就。这是造成公众疯狂项目的少数科学之一。今年夏天,大颗粒在长达17英里(27.36公里)的圆形隧道中相撞。如果一切按计划进行,加速器提供了一些宇宙中最大最难以捉摸的奥秘的证据,从物理学家一直在寻找的令人迷惑的暗物质,到任何一个大统一的理论框架,都是重要的发现震惊世界是因为它揭示了电磁与强弱核力量之间的关系,是自然界的三大根本力量。有人甚至担心这个加速器可能会造成吞噬地球的黑洞,当然,科学家认为这样的担心是多余的。大型强子对撞机由于其独特的外观也引起了人们的关注,拍摄了由十几英里的电缆,隧道和大量庞大的粒子探测器构成的加速器的破坏性武器。

  然而,今天的科学界留下了更多突破性的巨型机器的发展空间,从用于探测地下数英里的岩浆里程的船只到用于探测银河系超新星的第一个迹象的中微子探测器,世界各地的巨大设施解决大自然的奥秘,用于研究的机器目前不是名人,没有多少人真正了解它们,但就其重要性而言,他们应该接受名人的治疗。

  1.超神冈探测器

  超级神冈探测器

  Super-K是在日本建造的大型中微子探测器。它的主要目标是检测质子衰变,检测太阳产生的中微子,地球大气和超新星爆炸,它不是世界上最大和最敏感的中微子望远镜,但如果在银河系发生超新星爆发,物理学家应该感谢这个探测器,日本中部地下3000英尺的超级神冈探测器,装满了5万加仑的纯净水,用来探测不同类型的中微子,它只分析切伦科夫的光线,蓝色的可见光线在核反应堆内非常普遍。当带电粒子通过介质,如水,会产生切伦科夫光。

  Super Kamioka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,该结构使用数以千计的光敏元件来寻找Cherenkov系列中的中微子。研究人员一直使用这个望远镜来证实太阳产生中微子。超级神冈探测器也是第一个用非零质量理论反击中微子的探测器。但是探测器最强大的功能及其最重要的潜力是它在超新星预警系统(SNEWS)中扮演着重要的角色。

  银河系在超新星之前(超过400年是最新的超新星爆发),对于物理学家来说,这是一个研究金矿。如果科学家知道超新星即将来临,他们将拥有适当的设备来收集即将到来的数据。由于观测到超新星时,中微子更容易爆发,所以超级神冈探测器不断观察到突然和可疑的粒子流入比光速更快。顺便说一下,超新星爆发的致命的伽马射线会杀死地球上的所有生命。科学家们说,下一个超新星可能离我们很远,因此不会伤害人类。虽然超级神冈探测器存在,这意味着它可以花费数小时的时间来为我们的人类逃离到银河系的其他地方。

  2. 45-T混合磁铁(45-T混合磁铁)

  45T混合磁铁

  就像其他的世界纪录一样,佛罗里达国家强磁场实验室的45T混合磁体有点头晕,它是世界上最大和最强的磁体,并产生一个稳定的磁场。虽然世界上有一个强大的脉冲磁铁,但22英尺高和35吨模型是最强大的,它可以产生45特斯拉磁场。这意味着它比地球磁场强大约100万倍,比磁共振成像仪产生的磁场强20倍。

  45T混合磁体由一个11.5特斯拉超导磁体和一个33.5特斯拉电阻磁体组成。为了产生这种强磁场,45T混合磁体被充满纯净水和液氦的管子包围,确保它在1.8开尔文(或零下456华氏度)的范围内运行。但是这些仍然不能解释为什么研究人员需要这样的高能磁体。

  这个高能磁铁的意义在哪里?在强磁场中的分子行为是不同的,在这种情况下,更容易分析,或在这种情况下,他们有时呈现不同的基本特征。高场研究的一个重要元素是室温超导性,其提供超导材料(电阻为零)不需要昂贵的液氦或氮系统的所有益处。没有人能保证45-T能够真正做到这一点,但难怪它是世界上最强大和最有用的磁体之一。

  3飓风模拟器

  飓风模拟器

  佛罗里达大学的飓风模拟器的设计动机无疑是好的,但也会造成一些灾难性的后果。它的八个5英尺(1.5米)的风扇产生了相当于三级飓风的130英里(209.21公里)的风速,形成了一个模拟每小时35英寸降雨的高压水柱。

  飓风模拟器使用一个5000加仑的水箱来冷却四个2800马力的船用柴油发动机。事实上,这些风扇以每小时100英里的速度产生风速,当风速通过可以压缩空气流动的风道时,风速会增加。这个模拟器已经被用来测试阵雨和飓风对建筑物造成的阵风的影响。

  4.绿岸射电望远镜

  Greenbank射电望远镜

  绿岸射电望远镜是世界上最大的全动态射电望远镜,高约485米(147.83米),重约7700吨,更重要的是,绿岸射电望远镜是世界上最大的移动射电望远镜。反射器面积为100m×110m,这个尺寸在世界上是独一无二的,这种不对称的形状可以防止Greenbank射电望远镜的支撑结构遮住反射器。望远镜的反射面由2000多个铝质表面反射器组成。

  科学家们可以通过调整每个反射镜上的调整器的反射镜和反射镜的形状,使用Greenbank射电望远镜在海拔5度左右获得全天空的天空视野。该设备对接收无线电信号也非常敏感。格林班克射电望远镜是以格林威治西岸命名的,这个联邦控制的地区禁止广播。这台望远镜在研究遥远的脉冲星方面取得了长足的进步。其最新的任务是追踪刚登陆火星的美国宇航局的凤凰号火星登陆器。

  5.地球钻井船

  地球的标志

  日本地球的钻井船数量连续两次刷新世界纪录:它不仅是世界上最大的科学钻探船,也是世界上最深的钻探船深度的历史,从技术上讲,俄罗斯的一个项目在地下钻了12公里的地下钻孔,但地球400英尺高的钻机将在日本海岸以外容易发生地震的俯冲带下钻7公里,地壳相对较薄。地球是专门为具有多年经验的科学考察而建造的。科学家希望通过对地幔的了解,他们会明白为什么正常光滑的地壳板块突然锁住,引起地震和海啸。

  环球是第一艘利用石油工业立管技术的研究船。在起重技术中,钻杆被充满流体的保护套包围,以稳定钻孔中的压力。该船还配备了一台电脑控制的360度可旋转螺旋桨,能够响应GPS数据,以便在钻井过程中保持地球的稳定性,因为如果船漂离地面几码,钻杆就会被打破。类似的事故迫使科考队的研究任务结束,但该舰将在2012年按时完成。