九大物理实验怪物有哪些?
人们用9台无与伦比的机器来进行一项令人难以置信的任务:揭开宇宙的秘密。可以想象,它们每一台都有点特别,但是当第一次看到这样的庞然大物时,你仍会因为意外而惊叹。仅仅用“大”已经无法准确地形容它们。它们使用成千上万个从世界各地运来的零部件组装而成的,其复杂程度让人叹为观止。现在就带你参观世界上最大的一些物理实验,并为它们的成功打赌。 (一) 地球模拟器 它是什么? 它是世界上最快的超级计算机。 规模:地球模拟器占有4个网球场的面积,使用5000多个计算机处理器,它们用总长2800公里的电缆相连接。 位置:日本横滨地球科学研究所。 它有什么用途? 模拟复杂的物理系统。地球模拟器的主要工作是建立世界上最详细的地球气候模型。它通过不断运行一个巨大的模拟地球天气和气候的数字模型,来计算海洋和大气之间的相互作用。地球模拟器甚至能预测未来50年的气候变化。这台超级计算机还能模拟地震、地心动态和地磁常除了地球科学,物理学家还用它预测新材料的特性、了解亚原子粒子之间的相互作用和模拟火箭发动机内燃料的流动。 它为什么这么大? 它需要处理世界各地数以千计的地面和海洋监测站以及气象卫星发送的信号。地球模拟器最近对大气的模拟是用可覆盖10平方公里面积的像素计算出来的。 谁在为它工作?来自6个国家的700名研究人员。 现状:地球模拟器2002年4月启动,计算速度达到每秒35.6万亿次,这是先前纪录保持者的5倍。两年以来,它仍然遥遥领先于距其最近的竞争者——加利福尼亚州劳伦斯一利弗莫尔国家实验室的Thunder超级计算机。 成本:大约4.3亿美元。 后继者:位于美国田纳西州的橡树岭国家实验室计划在2007年之前建造一座每秒能进行50万亿次计算的超级计算机。 (二) “卡西尼——惠更斯”号探测器 它是什么?正在运行的最大的行星研究太空船。 规模:“卡西尼”号有6.7米高,4米宽。包括燃料在内有5.7吨重。大约是一头成年雄性非洲象的重量。 位置:运行在环土星轨道上。 它有什么用途? 揭开土星之谜。“卡西尼——惠更斯”号将用4年的时间环绕土星运行。在这段时期内,它将研究土星的大气和磁场,以及它著名的光环和冰封的卫星。 到了圣诞节,“卡西尼”号将向土星最大的卫星——土卫六释放锅状“惠更斯”号探测器。土卫六的表面被厚厚的云层所覆盖,因此天文学家仍然无法确定“惠更斯”号探测器是着陆在冰面上,还是溅落在烃油海洋中。但他们知道,土卫六的大气富含氦气和甲烷,这同40亿年前生命进化之前的地球大气构成相似。 它为什么这么大? 除了“惠更斯”号探测器以外,“卡西尼”号还携带了18个科学仪器,用来拍摄土星图片,绘制土星地图和对土星进行分析。1997年发射的“卡西尼”号宇宙飞船是所有发射过的行星探测飞船中设备配置最好的一个。不过,它的发射重量中超过50%是燃料的重量。它要用这些燃料走过35亿公里的旅程,经由金星(两次)、地球和木星到达土星。 谁在为它工作? 来自17个国家的260位行星科学家。 现状:“卡西尼”号于7月1日到达土星,“惠更斯”号探测器计划于2005年1月到达土卫六表面。 成本:32.7亿美元。 后继者:美国航天局希望发射木星存冰卫星轨道器(JIMO),最早在2012年探索覆盖着冰的木卫二、木卫三和木卫四。JIMO将成为美国航天局设计的最大的宇宙飞船,重达20吨。 博彩公司说:立博公司为2010年前在土卫六上发现智慧生物提供的赔率是1赔10000。 (三) 联合欧洲环(JET) 它是什么? 世界上最大的聚变反应堆。 规模:它环状的反应堆镶嵌在一个直径15米、大约20米高的容器内。 位置:位于英国牛津郡的卡勒姆科学中心。 它有什么用途? 模拟赋予太阳能量的聚变过程。其背后的想法十分简单:将氢同位素的混合体加热到l亿度,使原子核发生聚变反应,产生氦原子,中子和大量的能量。 将燃料加热到能够导致聚变反应的温度并保持这个温度是极度困难的。JET的科研小组将0.1克冷的氢燃料喷入反应堆,并用无线电波、电流和粒子束产生的冲击波来加热。氢原子很快甩掉了它们的电子,产生热得足以使原子核发生聚变的离子和电子的等离子体。 JET利用了一个事实:磁场会使带电粒子发生偏转。螺旋形强磁场会防止等离子体撞到反应堆内壁上。如果等离子体撞到反应堆内壁上,会冷却下来,从而使聚变反应无法进行。 为什么这么大?大型机器更能够保留热量。将等离子体同较冷的反应堆内壁隔绝是维持聚变反应的关键。同较小的机器相比,在大型机器中,热量散逸的时间较长。 谁在为它工作?来自20个国家的600名研究人员。 现状:该反应堆保持着聚变产生能量的世界纪录。但是在首次进行聚变反应13年之后,JET仍没有达到一个临界点——产出能量等于加热等离子体所需要的能量。 成本:今年要重建JET将耗资大约12亿美元。 后继者:国际上的聚变反应研究人员希望建设一个叫做“国际热核聚变反应堆”(ITER)的反应堆,它的体积将是JET的6倍。如果一切顺利,它将成为世界上最大的聚变反应堆。 博彩公司说:立博公司估计,2010年前建设一个聚变核电站的赔率是1赔100。(四) 美国国家点火装置(NIF) |
(五) 激光干涉仪引力波观测台(LIG0) |