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2008年06月27日 星期五      报料热线:966123
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全球最为庞大的科学计划
  欧洲大型强子对撞机效果图
  “詹姆斯·韦伯”空间望远镜效果图
  “心大星”望远镜效果图
编者按 在最近数十年中,一系列曾经被认为是科学幻想的新技术已悄然走入人们的生活。现在,我们无论身处何地,都会被高科技产品所包围,例如移动电话、计算机、掌上电脑、GPS导航仪、音乐播放器和游戏机等。除了这些已进入我们寻常生活的重要发明外,科学家们还正在设计或是实施其他多项重要的科学研究计划,在此选取几项以飨读者。   大型强子对撞机   将于7月中旬投入使用   大型强子对撞机是一种庞大的基本粒子加速器,是欧洲粒子物理研究中心(CERN)目前实施的重点研究项目之一。该装置耗资约84亿美元,是一个空前复杂的加速器,位于地底100米深处,周长达27公里,是世界最大的超导装置。借助它,科学家们将有可能模拟出宇宙“大爆炸”发生后一微秒内的环境。其主要任务是:设法撞击出传说中的希格斯玻色子。如果能顺利发现希格斯玻色子,那将有助于解决一系列物理学上的难题,其中包括为什么物体会有质量,引力的来源,引力和其它几种力之间的关系,以及宇宙中为什么会存在着大量的暗物质等。   据新华网报道,该对撞机将于2008年7月中旬投入使用。而首次撞击预计将在启用后约两个月实行。   新闻链接   科学家保证欧洲对撞机试验中   地球不会被黑洞吞噬   据英国《每日邮报》报道,根据一份关于世界上最强大的粒子物理学实验的安全报告,在欧洲强子对撞机实验中地球不存在被黑洞吞没的危险。   欧洲强子对撞机是目前世界上最大的粒子对撞机,来自欧洲粒子物理研究所实验室的科学家,计划利用大型强子对撞机(LHC),将高度活跃的质子以超快速度撞击到一起,从而上演一部微缩版的“宇宙大爆炸”。这一碰撞所产生的温度将是太阳核心温度的10万倍以上。不过,也有一些批评人士担心,碰撞会形成膨胀的微型黑洞,最终会吞掉整个地球。   来自欧洲核研究组织安全评估后认为,这种担心不会变成现实。虽然研究人员承认,碰撞所能达到的能量级别是从前任何人造科技所无法达到的,但他们表示,自然界的宇宙射线碰撞已经产生更大的能量,但并没有产生不良反应。研究人员表示,“在地球上,大自然已经导演了多次碰撞,相当于大约100万次LHC实验,不过地球依然存在。”评估小组补充说,天文学上的黑洞比对撞机所产生的任何东西都要重很多。即使地心引力不再发挥作用,产生一些小黑洞,这些粒子也会立刻分裂,没时间将外部的物质吸进去。   国际空间站    将在2009年初完成组装   国际空间站是一个可长期在地球轨道上运行的载人空间站。目前参与该项计划的共有16个国家,分别是:美国、俄罗斯、加拿大、日本、巴西、比利时、英国、德国、丹麦、西班牙、意大利、荷兰、挪威、法国、瑞士和瑞典。国际空间站最初仅由两个舱室———前苏联的“黎明”和美国的“联合”舱———组成。这两个舱室于1998年发射升空。在随后的几年中,国际空间站的规模一直在逐渐地的扩大。截至2008年,舱室数量已达到了7个。   国际空间站的全部组装工作将在2009年初完成。目前,它已是人类在轨道上建造的最大工程项目。整个空间站计划的投资将高达数百亿美元。    国际空间站是人类迄今为止建造的最为庞大的空间实验平台。太空中所具有的失重和真空环境可用于开展许多在地面条件下无法进行的试验项目。在空间站上不但可以进行生物和生物医学领域的试验,还可以开展量子物理学和流体物理学方面的研究,如培养晶体等。除此之外,宇航员们还可以在国际空间站上从事航天和气象方面的观测。   “詹姆斯·韦伯”空间望远镜    将在2013年发射升空   “詹姆斯·韦伯”空间望远镜将在2013年发射升空,其轨道高度距离地面约150万公里。比较而言,著名的“哈勃”望远镜距离地面的高度只有500公里。该望远镜将主要用于研究宇宙的演化史———从“大爆炸”发生那一刻起,一直到恒星诞生和星系形成。    为了开展相关的观测活动,“詹姆斯·韦伯”望远镜配备了一台近红外摄像机、一台近红外光谱摄制仪以及一台组合式中红外摄像机与光谱摄制仪。其总质量为6.2吨,约为“哈勃”(11吨)的一半。主反射镜由铍制成,口径达到6.5米,面积为“哈勃”的5倍以上。   按照计划,“詹姆斯·韦伯”望远镜将被部署到被称为第二拉格朗日点(L2)的位置上。所谓的第二拉格朗日点是太空中一个特殊的引力状态点,在那一点上,它可以时刻在地球的阴影中,不受太阳的干扰而进行天文观测。   “心大星”中微子望远镜    用于捕捉神秘的中微子   该望远镜将用于捕捉神秘的中微子。其部署地点位于地中海水下2500米深的地方,距离法国马赛港东南约40公里。    “心大星”望远镜其实是一部由900个射线传感器组成的立体网络。这些传感器被分别部设在了12条钢缆上,而每条钢缆又被牢牢地固定在了海底。之所以将望远镜设置在2500米深的海底,是因为这里处于全黑状态,可以避免其他光子对灵敏的传感器造成负面影响。    固定传感器的钢缆分布在一片200×200平方米的区域,每条的长度均为450米。各传感器发出的信号通过一条长40公里的光缆传回位于法国海岸的控制站。所有的传感器都朝向海底,这是因为:中微子是一种极其稳定的粒子,可毫无阻碍地穿过任何物质并且几乎不会与其发生任何相互作用。不过,如果有中微子穿过整个地层,那么它们总会与某些原子发生碰撞并导致飞行速度有所减缓,这样以来就会为科学家们观测其踪迹创造机会。   据专家们介绍,在中微子与其他物质原子发生碰撞的过程中会释放出高能的μ-粒子,而这种粒子产生的辐射会被部设在海底的高灵敏传感器所截获。    通过研究中微子,可以帮助科学家们了解许多天文物理现象,例如发生在星系中心区域的伽玛射线爆。    此外,科学家们计划在北极地区也建造两部类似的望远镜。   世界末日种子库    以便人类在地球遭遇极端灾害后还能保存下希望的种子,目前已储存了大约25万份种子   这座仓库将用于储存来自世界各地的种子,以便人类在地球遭遇极端灾害后还能保存下希望的种子。仓库位于挪威西南部的斯匹次卑尔根岛上,距离北极点约1000公里,其中将储存地球上所有重要植物的种子。   “末日种子库”建在一山体内部。进入仓库的隧道长40米,而仓库本身由三间并排的冰室组成,每间约270平米。储藏库由坚固的混凝土高墙和钢铁大门建成,内部装有传感警报系统,即使受到核弹头或高强度地震袭击也确保安然无恙。在这里,各类植物的种子将被保存在摄氏零下18度左右的低温环境下,即使制冷设备出现故障,冰山里的温度仍然能保证零度以下。    目前在该仓库中已储存了大约25万份种子,而其最大容量是大约450份。建造这一仓库的总费用为960万美元。   与其他许多计划一样,“末日种子库”的建造工作也受到了一些人士的反对。他们认为,仓库中储存的许多种子根本无法经受长时间的储存,这样一项计划只是在白白地浪费资金。    太空梯   建设至少需要耗费10年时间   “太空梯”的基本理念包括:一条长度达3.6万公里的缆索,其上安装有可上下移动的“货舱”,缆索的一端固定在地面或海面上,而另一端则与运行在地球同步轨道上的卫星相固定。    科学家们介绍说,从理论上讲,“太空梯”可相对比较便宜地向轨道运送物资。不过,实际建设起“太空梯”来可能至少需要耗费十年时间。这是因为,科学家们不仅要解决如何将货物运输到轨道上的问题,同时还要考虑到绳索要有足够的长度和韧性,当然,太空梯自身的重量如何克服也是研究人员必须要面对的问题。   按照科学家们目前的构想,未来太空梯建设中要使用的最佳绳索材料应该非碳纳米管莫属。            (本报综合)
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