6 ห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ใต้ดินเย็น

ห้องปฏิบัติการใต้ดิน

การทดลอง Minos Neutrino ตั้งอยู่ในถ้ำครึ่งไมล์ในห้องปฏิบัติการ Soudan Underground Minnesota จิตรกรรมฝาผนังของนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงถูกทาสีลงบนกำแพงหิน(เครดิตภาพ: fermilab)

การศึกษาของจักรวาลและการแต่งหน้าโดยทั่วไปคิดภาพของนักดาราศาสตร์ที่กล้องโทรทรรศน์มองขึ้นไปที่กาแลคซีเนบูลาและดวงดาวที่กระจัดกระจายไปทั่วท้องฟ้ายามค่ำคืน แต่เพื่อให้เข้าใจถึงสิ่งที่มองเห็นได้น้อยกว่า แต่สำคัญมากบางส่วนของจักรวาลเช่นนิวตริโนและสสารมืดนักวิทยาศาสตร์ต้องใช้วิธีการที่แตกต่าง - คือการไปใต้ดิน

การปกป้องนักวิทยาศาสตร์ระดับใต้ดินจาก "เสียงรบกวน" ส่วนใหญ่ที่สร้างขึ้นโดยอนุภาคชนิดอื่น ๆ ที่เข้าสู่โลกเช่นรังสีจักรวาลและรังสีพื้นหลังอื่น ๆ จากจักรวาล

แน่นอนว่ามันค่อนข้างซับซ้อนที่จะได้รับใต้ดินดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จะต้องสร้างสรรค์อย่างไร บางครั้งนักวิจัยทำงานในเหมือง repurposed คนอื่น ๆ จะต้องเจาะอุโมงค์ขนาดใหญ่เพื่อใช้งานเครื่องเร่งความเร็วอนุภาคหรือศึกษาการกำจัดเชื้อเพลิงนิวเคลียร์

ห้องแล็บใต้ดินที่นี่โรยไปทั่วสองทวีปและกำลังมองหาคำตอบสำหรับคำถามเช่นวิธีที่จักรวาลเกิดขึ้นอนุภาคสามารถเปลี่ยนเป็นคนอื่น ๆ ได้อย่างไรและธรรมชาติที่แท้จริงของสสารมืด

การลอย

ผู้เยี่ยมชม Snolab ต้องสวมอุปกรณ์ขุดเพื่อเยี่ยมชมห้องปฏิบัติการซึ่งอยู่ใต้ดินมากกว่าหนึ่งไมล์ในเมือง Sudbury ทางตอนเหนือของออนแทรีโอประเทศแคนาดา(เครดิตภาพ: Elizabeth Howell.)

การแบ่งปันพื้นที่กับคนงานเหมือง Snolab (การขยายตัวของหอสังเกตการณ์นิวตริโน Sudbury) อยู่ใต้พื้นดิน 1.2 ไมล์ (2 กิโลเมตร) ใต้พื้นดินในเหมือง Vale Creighton ใน Sudbury ประเทศแคนาดา ในขณะที่คนงานเหมืองกำลังทำงานเกี่ยวกับการผลิตนิกเกิลนักวิจัยที่ Snolab มุ่งเน้นไปที่ฟิสิกส์ Astroparticle

ในบรรดาหลายโครงการมีหลายเรื่องที่อุทิศให้กับสสารมืดซึ่งเป็นสารลึกลับที่เชื่อกันว่าเป็นเรื่องส่วนใหญ่ในจักรวาล (ไม่เหมือนกับเรื่องที่ประกอบขึ้นเป็นโลกมนุษย์และทุกสิ่งที่มองเห็นได้ในจักรวาล) การลอยของการทดลองปิกัสโซ่ยกตัวอย่างเช่นกำลังค้นหาอนุภาคทฤษฎีของสสารมืด (เรียกว่า WIMP สำหรับอนุภาคมวลที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างอ่อน) โดยใช้หยด Freon ในเจล ที่กำลังจะมาถึงการทดลองสสารมืดแช่แข็งวางแผนที่จะตามล่าหา wimps ในเครื่องตรวจจับโซลิดสเตตที่สร้างขึ้นจากเจอร์เมเนียมซึ่งเป็นโลหะคาร์บอน

Hadron Collider ขนาดใหญ่

เรียกเก็บเงินในฐานะ "ตัวเร่งอนุภาคที่ใหญ่ที่สุดและทรงพลังที่สุด" ของโลกโดยองค์กรแม่ขององค์กรคือองค์กรการวิจัยนิวเคลียร์ (CERN) ขององค์กรยุโรปซีรี่ส์ของ collidersตั้งอยู่ลึกถึง 570 ฟุต (175 เมตร) ในพื้นที่ใกล้กับเจนีวาประเทศสวิตเซอร์แลนด์ LHC มีวงแหวนแม่เหล็ก 16.7 ไมล์ (27 กิโลเมตร) ซึ่งมีลำแสงสองลำของอนุภาคสามารถชนเข้าด้วยกันด้วยความเร็วใกล้กับความเร็วแสง การชนเกิดขึ้นใกล้กับเครื่องตรวจจับอนุภาคสี่ตัวรอบ ๆ วงแหวน ผ่านการตรวจสอบการชนนักวิทยาศาสตร์หวังที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการสร้างจักรวาลและหากมีมิติที่มองไม่เห็นไปยังอวกาศ

ตัวเร่งอนุภาคอยู่ในอุโมงค์ที่ถูกแกะสลักไว้สำหรับคอลเดอร์อื่นเรียกว่า Collider Positron อิเล็กตรอนขนาดใหญ่ "หินที่อยู่รอบ ๆ LHC เป็นโล่ธรรมชาติที่ลดปริมาณรังสีธรรมชาติที่มาถึง LHC และสิ่งนี้จะช่วยลดการแทรกแซงกับเครื่องตรวจจับ" ตามสภาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของสหราชอาณาจักร "ในทางกลับกันการแผ่รังสีที่เกิดขึ้นเมื่อ LHC ทำงานได้รับการป้องกันอย่างปลอดภัย 50 ถึง 100 เมตร [160 ถึง 330 ฟุต] ของหิน"

ห้องปฏิบัติการใต้ดิน Soudan

เหมืองเหล็กเก่าในมินนิโซตาเป็นเจ้าภาพตรวจจับหลายเครื่องเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับอนุภาคพื้นฐานที่ประกอบขึ้นเป็นจักรวาลของเรา การทดลองอยู่ใต้ดินเกือบครึ่งไมล์ (0.8 กิโลเมตร) และค้นหาธรรมชาติของสสารมืดและการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างนิวตริโน (อนุภาค subatomic ที่เป็นกลาง) เหนือสิ่งอื่นใด

ในปี 2011 การทดลอง Minos Neutrino ในห้องปฏิบัติการพบหลักฐานของอนุภาคที่หายากชนิดหนึ่ง - นิวตริโน - เปลี่ยนเป็นชนิดที่แตกต่างกัน นิวตริโนเป็นอนุภาคที่ไม่มีค่าใช้จ่ายและเกือบมวลที่มีสามประเภท ได้แก่ อิเล็กตรอนมูอนและเอกภาพ ห้องแล็บเป็นหนึ่งในสองที่Muon Neutrinos ที่บันทึกไว้เปลี่ยนเป็นนิวตริโนอิเล็กตรอนโลกแรก

ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Gran Sasso

ครอบคลุมโดยเฉลี่ย 4,600 ฟุต (1,400 เมตร) ของหินห้องปฏิบัติการ Gran Sasso แห่งชาติเป็นห้องปฏิบัติการใต้ดินที่อุทิศให้กับการค้นหานิวตริโนรังสีคอสมิคและอนุภาคประเภทอื่น ๆ ที่เกิดจากอวกาศ ตั้งอยู่ข้างอุโมงค์ฟรีเวย์ระหว่าง L'Aquila และ Teramo ประเทศอิตาลีประมาณ 75 ไมล์ (120 กม.) จากกรุงโรม

Gran Sasso อาจจำได้ดีที่สุดว่าเป็นจุดที่มีการทดลองผิดพลาดอนุภาคดูเหมือนจะเดินทางเร็วกว่าแสง- ในปี 2554 การทดลองที่วัดได้จากนิวตริโนระหว่างสองห้องแล็บ 454 ไมล์ (730 กิโลเมตร) และพบว่าพวกเขามาถึง 60 นาโนวินาทีเร็วกว่าลำแสงแสง การตรวจสอบเพิ่มเติมพบปัญหาเกี่ยวกับตัวจับเวลาในระบบใยแก้วนำแสง

เครื่องตรวจจับซีนอนใต้ดินขนาดใหญ่

ฝังอยู่ใต้เนินเขาสีดำของเซาท์ดาโคตาการทดลองซีนอนใต้ดินขนาดใหญ่การทดลองสสารมืดกำลังตามล่าหาอนุภาคที่สามารถอธิบายการขยายตัวของจักรวาล หัวใจของการทดลองคือเครื่องตรวจจับซีนอนของเหลว 815 ปอนด์ (370 กิโลกรัม) ที่เตรียมไว้สำหรับการตรวจจับอนุภาค

ที่ผลลัพธ์แรกจากการทำงานของเครื่องตรวจจับสามเดือน- เปิดตัวในเดือนตุลาคม 2013 - ไม่เปิดเผยหลักฐานของสสารมืดนักวิจัยกล่าวในเวลานั้น แต่เสริมว่าการทดลองมีกำหนดจะดำเนินการอีกสองสามปี พวกเขาหวังว่าจะได้เห็นแสงไฟและอิเล็กตรอนเมื่อมีการสัมผัสกับอะตอมซีนอนซึ่งจะผลิตโฟตอนเพื่อให้เครื่องตรวจจับเห็น

ห้องปฏิบัติการวิจัยใต้ดิน

Atomic Energy of Canada Ltd. Reactor Universal Reactor ที่โรงงาน Chalk River ขององค์กรในออนแทรีโอ สถานที่แยกต่างหากในแมนิโทบา - ห้องปฏิบัติการวิจัยใต้ดิน - กำลังตรวจสอบวิธีกำจัดเชื้อเพลิงนิวเคลียร์อย่างปลอดภัย(เครดิตภาพ: Atomic Energy of Canada Limited, Chalk River Laboratories)

เชื้อเพลิงนิวเคลียร์เป็นอันตรายอย่างมากซึ่งต้องใช้วิธีที่ปลอดภัยในการกำจัดมันเมื่อไม่จำเป็นสำหรับการใช้งานเช่นเทคโนโลยีทางการแพทย์อีกต่อไป เช่นนี้พลังงานปรมาณูของแคนาดา จำกัด มีห้องปฏิบัติการวิจัยใต้ดินในแมนิโทบาเพื่อทดสอบวิธีการเก็บเชื้อเพลิง "ในมวลหินที่ซึมผ่านต่ำ" ตามที่มหาวิทยาลัยโตรอนโตกล่าว

สิ่งอำนวยความสะดวกมีความลึก 1,440 ฟุต (440 เมตร) ใต้ดินและ AECL สนใจที่จะติดตามว่าหินสามารถเปลี่ยนรูปร่างได้อย่างไรหลังจากการขุดและวิธีการขนส่งผลิตภัณฑ์นิวเคลียร์ในน้ำใต้ดิน การทดลองหนึ่งครั้งเจาะอุโมงค์ยาวประมาณ 151 ฟุต (46 เมตร)และขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 12 ฟุต (3.5 ม.) เพื่อดูว่าหินเปลี่ยนรูปอย่างไร การทดลองอื่นกำลังดูอยู่ซีลอุโมงค์ทำงานได้ดีแค่ไหน-

รับการค้นพบที่น่าสนใจที่สุดในโลกที่ส่งตรงไปยังกล่องจดหมายของคุณ