خانه / دنیای اطراف ما / آزمایشگاه زیرزمینی ،با 6 تا از جالب ترین های دنیا آشنا شوید!

آزمایشگاه زیرزمینی ،با 6 تا از جالب ترین های دنیا آشنا شوید!

مطالعه جهان و ساخت آن معمولا در عکس هایی به تصویر کشیده می شود که در آن منجمان در تلسکوپ ها به کهکشان ها، سحابی ها و ستاره هایی که در پهنای آسمان شب پراکنده اند نگاه می کنند. اما برای فهم قسمت های مهم اما کمتر پیدای جهان مانند نوترینو و ماده تاریک، دانشمندان باید روش دیگری را در پیش بگیرند. آن ها باید به زیرزمین بروند! در این مطلب با 6 آزمایشگاه زیرزمینی جالب آشنا می شوید.

رفتن به یک آزمایشگاه زیرزمینی به دانشمندان حفاظی در برابر پارازیت هایی می دهد که توسط ذرات وارد شونده به زمین ساخته می شوند، ذراتی مانند اشعه های کیهانی و دیگر تابش های موجود در جهان. البته رفتن به زیرزمین سخت است پس دانشمندان باید خلاق باشند. گاهی محققان در معادنی کار می کنند که تغییر کاربری داده اند اما بقیه مجبورند خود تونل های بزرگی حفر کنند تا شتاب دهنده های ذرات را به کار بیاندازند یا روی دفع سوخت هسته ای مطالعه کنند.

آزمایشگاه های زیرزمینی در دو قاره پراکنده اند و به دنبال جواب سوال هایی مانند چگونگی شکل گیری جهان، تبدیل ذرات به یکدیگر و هویت واقعی ماده تاریک هستند.

6اسنولب

تقسیم فضا با معدنچی ها! اسنولب (SNOLAB) که مخفف Sudbury Neutrino Observatory به معنای رصدخانه نوترینوی سودبری است در 2 کیلومتری سطح زمین در معدن ویل کریتون ( Vale Creighton Mine) در سودبری کانادا قرار دارد. در حالی که معدنچی ها روی تولید نیکل کار می کنند، محققان در اسنولب بر اختر فیزیک ذره ای تمرکز دارند.

آزمایشگاه انولب / عکس از : Elizabeth Howell
آزمایشگاه اسنولب / عکس از : Elizabeth Howell

در میان پروژه های این آزمایشگاه زیرزمینی ، بسیاری از آن ها به ماده تاریک می پردازند، ماده ای رمزآلود که تصور می شود بیشتر جهان ما را تشکیل می دهد (بر خلاف ماده ای که زمین، انسان و هر چیز قابل دیدنی در دنیا را می سازد). برای مثال آزمایش پیکاسو (PICASSO experiment) در اسنولب با استفاده از قطرات فریون در یک ژل به دنبال ذرات تئوریزه ماده تاریک است (ذره ای که WIMP خوانده می شود، مخفف weakly interacting mass particle به معنای ذره ای که واکنش ضعیفی دارد). آزمایش آینده این آزمایشگاه به نام آزمایش برودتی ماده تاریک ( Cryogenic Dark Matter Experiment) به دنبال شکار WIMP در آشکار کننده های حالت جامد ساخته شده از ژرمانیوم است، ماده ای که نوعی از فلز کربن است.

در ساختنی بخوانید :  زمین چند ماه دارد؟ از پاسختان مطمئن هستید ؟

5

برخورد دهنده بزرگ هادرون

برخورد دهنده بزرگ هادرون (Large Hadron Collider)، آزمایشگاه زیرزمینی که توسط سازمان اروپایی تحقیقات هسته ای یا همان مرکز سرن (CERN) معروف ساخته شده و به عنوان بزرگ ترین و قوی ترین شتاب دهنده ذره در جهان شناخته می شود. برخورد دهنده بزرگ هادرون (LHC) معروف ترین مورد از سری برخورد دهنده های قرار گرفته در 175 متری عمق زمین در منطقه ای نزدیک ژنو سوئیس است. LHC یک حلقه مغناطیسی 27 کیلومتری دارد که در آن دو پرتو از ذرات می توانند با سرعتی نزدیک به نور به یکدیگر برخورد کنند. برخورد ها در نزدیکی 4 آشکار کننده ذره در اطراف حلقه اتفاق می افتند. با آزمایش برخورد ها، محققان امیدوارند که بیشتر درباره شکل گیری جهان و یا ابعاد دیده نشده فضا اطلاعات کسب کنند.

برخورد دهنده هادرون سرن / عکس از : CERN
برخورد دهنده هادرون سرن / عکس از : CERN

شتاب دهنده ذرات در تونلی قرار دارد که ابتدا برای یک برخورد دهنده دیگر به نام برخورد دهنده الکترون پوزیترون ساخته شده بود. سنگی که در اطراف LHC قرار دارد یک سپر طبیعی و کاهش دهنده مقدار تشعشعات طبیعی است که به LHC می رسد تا تداخل آن ها در کار آشکار کننده ها را کم کند. بر عکس این اتفاق هم می افتد، زمانی که LHC در حال کار است، تشعشعات تولید شده توسط آن با وجود 50 تا 100 متر سنگ در اطراف سپر محافظی در مقابل خود می بینند.

4

آزمایشگاه زیرزمینی سودان

آزمایشگاه زیرزمینی سودان (Soudan Underground Laboratory)، یک معدن قدیمی آهن در مینسوتا آشکار کننده های بسیاری برای مطالعه ذرات بنیادی سازنده جهان دارد. آزمایش ها حدود 800 متر زیرزمین انجام می گیرند و به دنبال فهم طبیعت ماده تاریک و تعاملات بین نوترینو ها (ذرات زیر اتمی خنثی) بین دیگر چیز ها هستند.

در ساختنی بخوانید :  نوری که می تواند از سیاهچاله فرار کند!
آزمایشگاه زیرزمینی سودان
آزمایشگاه زیرزمینی سودان / عکس از : Fermilab

در سال 2011، آزمایش نوترینوی مینوز (MINOS ) در آزمایشگاه شواهد وجود ذره ای کمیاب، یک نوترینو را پیدا کرد که به نوعی دیگر تبدیل می شد. نوترینو ها بار الکتریکی و تقریبا وزنی هم ندارند و سه نوع هستند: الکترون، موئون و تائو. این آزمایشگاه یکی از دو آزمایشگاهی بود که برای اولین بار در جهان تبدیل نوترینو های موئون به نوترینو های الکترون را ثبت کرد.

3

آزمایشگاه ملی گرن ساسو

با میانگین پوشیده شدن توسط 400 متر سنگ، آزمایشگاه ملی گرن ساسو (Gran Sasso National Laboratory) به جستجوی نوترینو ها، تشعشعات کیهانی و دیگر ذرات جاری در فضا اختصاص داده شده است. مکان آن زیر یک تونل آزاد راه بین آکیلا و ترامو در ایتالیا و در 75 کیلومتری رم است.

آزمایشگاه ملی گرن ساسو/عکس از : Paolo Lombardi INFN-MI
آزمایشگاه ملی گرن ساسو/عکس از : Paolo Lombardi INFN-MI

گرن ساسو احتمالا بیشتر به خاطر آزمایش اشتباهی مشهور است که در آن به نظر می آمد ذرات با سرعت بیشتر از سرعت نور حرکت کردند. در سال 2011، آزمایشی سرعت حرکت نوترینو ها بین دو آزمایشگاه به فاصله 730 کیلومتر را اندازه گیری کرد و تشخیص داد که سرعت آن ها 60 نانوثانیه بیشتر از سرعت نور است. آزمایش های بیشتر مشخص کرد که در زمان سنج سیستم فیبر نوری اشکالی وجود داشته است.

2

آشکار کننده بزرگ زیرزمینی زنون

آشکار کننده بزرگ زیرزمینی زنون (Large Underground Xenon Detector)، یک مایل پایین تر از بلک هیلز در داکوتای جنوبی مدفون شده است و آزمایش ماده تاریک آن به دنبال ذراتی است که می توانند انبساط جهان را توضیح دهد. قلب آزمایش یک آشکار کننده مایع زنون 370 کیلومتری است که آماده آشکار ذرات است.

در ساختنی بخوانید :  قهوه ، چهار دلیل برای نوشیدن یک فنجان دیگر
آشکار کننده بزرگ زیرزمینی زنون/ عکس از: Matt Kapust, Sanford Laboratory
آشکار کننده بزرگ زیرزمینی زنون/ عکس از: Matt Kapust, Sanford Laboratory

اولین نتایج سه ماه کار آشکار کننده در اکتبر 2013 منتشر شد و به گفته محققان در آن زمان، هیچ نشانی از ماده تاریک در نتایج نداشت، اما آن ها گفتند که آزمایش برای اجرا برای چند سال دیگر نیز برنامه ریزی شده است. محققان امیدوار بودند وقتی که WIMP  به یک اتم زنون برخورد می کند شعاعی از نور و الکترون ببینند، چیزی که فوتون هایی برای دید آشکار کننده تولید می کند.

1

آزمایشگاه تحقیقات زیرزمینی

سوخت هسته ای مشهور به خطرناک بودن است و پس از اینکه دیگر برای کاربرد هایی مثل تکنولوژی های پزشکی احتیاج نیست، به راهی مطمئن برای دفع نیاز دارد. بر اساس اطلاعات دانشگاه تورنتو، سازمان انرژی اتمی کانادا (Atomic Energy of Canada Ltd)  یا AECL  هم به همین صورت یک آزمایشگاه تحقیقات زیرزمینی (Underground Research Laboratory) در مانیتوبا برای آزمایش راه های ذخیره سوخت در توده های سنگ با نفوذ پذیری کم دارد.

آزمایشگاه تحقیقاتی زیرزمینی/ عکس از : Atomic Energy of Canada Limited, Chalk River Laboratories.
آزمایشگاه تحقیقاتی زیرزمینی/ عکس از : Atomic Energy of Canada Limited, Chalk River Laboratories.

این امکانات در عمق 440 متری زمین قرار دارد و AECL  در آن به این موضوعات علاقمند است که سنگ ها چقدر می توانند بعد از حفاری تغییر شکل دهند و تولیدات اتمی چطور به آب های زیرزمینی منتقل می شوند. در آزمایشی یک تونل به طول 46 و قطر 3.5 متر حفاری شد تا مشخص شود سنگ اطراف آن چگونه تغییر شکل می دهد. آزمایش دیگری هم به دنبال فهم درست عملکرد حفاظتی تونل است.

منبع

خلاصه مطلب
آزمایشگاه زیرزمینی ، با 6 تا از جالب ترین ها در دنیا آشنا شوید !
عنوان مطلب
آزمایشگاه زیرزمینی ، با 6 تا از جالب ترین ها در دنیا آشنا شوید !
توضیح کوتاه
یک آزمایشگاه زیرزمینی به دانشمندان حفاظی در برابر پارازیت هایی می دهد که شاید جریان تحقیقات را به خطا بیاندازند. با شش عدد از جالب ترین های آن ها آشنا شوید.
نویسنده

بیشتر بخوانید:

صحبت های ادوارد اسنودن درباره حیات فرازمینی... ادوارد اسنودن (Edward Snowden) می گوید دلیل این که ما تا به حال درمورد حیات فرازمینی نشنیده ایم رمزگذاری اطلاعات آن ها است. قهرمان مردم یا منفورتری...
نوری که می تواند از سیاهچاله فرار کند! برای اولین دانشمندان شاهد به بیرون پرتاب شدن چیزی از یک سیاهچاله بودند! زمانی به نظر می آمد این پدیده های عجیب کاملا فرای فهم بشر هستند. اما حالا با و...
گداخت هسته ای ، ساخت ماشینی بزرگ برای انرژی پاک و تجدید پذیر... آلمان ماشینی را به کار انداخت که با گداخت هسته ای صنعت انرژی را منقلب خواهد کرد. این ماشین که W7-X نام دارد با قطر 16 متری و 19 سال زمان ساخت، تقر...
پارادوکس فرمی : آیا فرازمینی ها خودشان را از ما پنهان کرده اند؟... ابتدا به این نکته دقت کنید! جهان ما بسیار بزرگ است،حتما در اخبار علمی شنیده اید،بیش از چهار میلیارد ستاره تنها در کهکشان ما (راه شیری) وجود دارند. فقط...
خبر علمی : محققین توانسته اند نور منجمد پایدار تولید کنند.... دانشمندان از مدت ها قبل متوجه شده بودند که اگر بخواهیم در صنعت پردازنده ها و رایانه و نیز در مخابرات پیشرفت قابل توجهی داشته باشیم و یا اگر نیاز باشد ...
آموزش فیزیک:تعلیق قطرات آب با امواج صوتی... قطرات آب می توانند تا بی نهایت روی یک سطح، با استفاده از لرزش های امواج صوتی و بدون به هم پیوستن معلق بمانند! از قطعات ساده برای این پروژه استفاده شده...

درباره سیمین حمیدی

سیمین حمیدی
سیمین حمیدی یکی از نویسندگان ساختنی و فارغ التحصیل رشته مهندسی نرم افزار و دانشجوی کارشناسی ارشد مدیریت سیستم و بهره وری است.

پیشنهاد می کنیم

آموزش ساخت باتری آبی ؛ ماشین حساب را با آب روشن کنید!

اگر به آزمایش های علمی در زمینه برق و الکترونیک علاقه دارید، تجربه ساخت باتری …

پاسخ دهید