Самые грандиозные творения науки (14 фото+текст)

1. SuperKamiokande, являющийся модернизацией Kamiokande-II, размещен в горах Японии на глубине 1 км под землей.

Его детектор — огромный резервуар (40х40 м) из нержавеющей стали, заполненный 50 000 т чистой воды, которая служит мишенью для нейтрино. На поверхности резервуара размещены 11 146 фотоумножителей (ФЭУ). Внутренний детектор, используемый для физических исследований, окружен слоем обычной воды, который называется внешним детектором и также контролируется фотоумножителями, чтобы не допустить в основной детектор каких-либо нейтрино, произведенных в окружающей детектор породе. В дополнение к световым коллекторам и воде огромное количество электроники, компьютеров, калибровочных устройств и оборудования для очистки воды установлено в детекторе или вблизи него.



В 1998 году участники эксперимента SuperKamiokande заявили о регистрации явлений, похожих на нейтринные осцилляции. В ходе эксперимента исследовалось число мюонных нейтрино, рожденных в верхних слоях земной атмосферы, при столкновении протонов космических лучей с ядрами атомов воздуха, приходящих в детектор с разных расстояний. Оказалось, что меньшее число мюонных нейтрино приходило с тех направлений, где нейтрино преодолевали большее расстояние. Эти результаты дали основания полагать, что количество нейтрино данного класса зависит от пройденного ими пути, что может быть следствием трансформации нейтрино из одного вида в другой.
Протоны космических лучей в результате столкновения с атомом рождают заряженный пион, который распадается на мюон и мюонное нейтрино.

2. Benefield Anechoic Facility



В безэховой камере антенного полигона Бенефилд BAF (Benefield Anechoic Facility, авиабаза ВВС Эдвардс, Калифорния) проходили испытания гиперзвукового демонстратора Х-43А, оснащенного прямоточным воздушно-реактивным двигателем со сверхзвуковым горением (СПВРД). С помощью безэховой камеры исследуются такие параметры, как эффективная отражательная/поглотительная поверхность и точные характеристики антенных устройств объектов, испытываются различные типы бортового радиоэлектронного оборудования, включая радиостанции, системы управления оружием и контейнеры средств радиоэлектронного противодействия.



Камера полигона BAF – самая большая в мире. Ее габариты (80х76х21 м)(*) позволяют испытывать здесь объекты размерами с бомбардировщик В-52 или военно-транспортный самолет С-17. Х-43А длиной 3.7 м был самым маленьким объектом, испытанным в этой камере. Здесь тестировались телеметрический передатчик демонстратора, работающий в диапазоне S, и антенны транспондера диапазона C.



3. The z machine

Z machine, представляет собой особый ускоритель элементарных частиц и мощнейший генератор рентгеновского излучения, который был создан для моделирования условий ядерного взрыва. Авторы эксперимента пока не могут объяснить, как им удалось достичь нынешнего уникального результата.



Для сравнения, температура внутренних областей Солнца составляет примерно 15 млн градусов, а температура, которой удавалось достичь при экспериментах по термоядерному синтезу, не превышала 500 млн градусов.

Обычно для получения высокотемпературной плазмы в установке пропускали сверхкороткие импульсы электрического тока силой в 20 млн ампер через тончайшие проволочки из вольфрама. В проведенном эксперименте вместо вольфрама использовалась сталь, и именно с этим ученые пытаются увязать полученный результат. Удивительным является и то, что в ходе эксперимента выделилось больше энергии, чем было к нему подведено. Это позволяет предположить, что здесь начали действовать ранее неизвестные процессы генерации энергии. Но все это ждет своего окончательного объяснения.

4. Very large array



Very Large Array (VLA) — радио астрономическая обсерватория, которая находится 80 км к западу от города Соккоро, Нью-Мехико (Socorro, New Mexico).



Распологается на высоте 2124 метра над уровнем моря. Состоит из 27 независимых радио антенн каждая из которых 25 метров в диаметре и весит 230 тонн. Все они расположены по тем сторонам, напоминая букву Y, что составляет в длину 21 километр на каждую сторону. Используя рельсовую дорогу, антенны передвигаются на нужную позицию для наблюдения.



Всё это используется в международных программах по поиску внеземных цивилизаций с помощью радио волн. Именно этими антеннами был пойман известный сигнал Wow.

5. Large hadron collider

Большой адронный коллайдер (англ. LHC, Large Hadron Collider), строящийся в настоящее время в Европейском центре ядерных исследований CERN (Centre Europeen de Recherche Nucleaire) усилиями физиков всего мира, является ускорителем, предназначенным для ускорения протонов и тяжелых ионов. Целью проекта LHC прежде всего является открытие бозона Хиггса — последней экспериментально не найденной частицы Стандартной Модели (СМ) — и поиск физики вне рамок СМ. Также большое внимание планируется уделить исследованиям свойств W и Z-бозонов, ядерным взаимодействиям при сверхвысоких энергиях, процессам рождения и распадов тяжелых кварков (b и t).



Идея проекта LHC родилась в 1984 году и была официально одобрена десятью годами позже. Строительство LHC началось в 2001 году после окончания работы предыдущего большого ускорителя CERN — электрон-позитронного коллайдера LEP (Large Electron-Positron Collider).

На коллайдере LHC предполагается сталкивать протоны с суммарной энергией 14 ТэВ (то есть 14 тераэлектронвольт или 14·1012 электронвольт) в системе центра масс налетающих частиц, а также ядра свинца с энергией 5,5 ГэВ (то есть 5,5·109 электронвольт) на каждую пару сталкивающихся нуклонов.

Большой адронный коллайдер строится в существующем туннеле, который прежде занимал LEP. Туннель с периметром 26,7 км проложен на глубине около ста метров на территории Франции и Швейцарии. Для удержания и коррекции протонных пучков используются 1624 сверхпроводящих магнита, общая длина которых превышает 22 км. Последний из них был установлен в туннеле 27 ноября 2006 года. Магниты будут работать при температуре -271°C. Строительство специальной криогенной линии для охлаждения магнитов закончено 19 ноября 2006 года.

Первые тестовые столкновения с энергией 900 ГэВ (так называемый Commission Run) должны быть проведены летом 2008 года. Отметим, что энергия сталкивающихся пучков во время Commission Run будет в два раза ниже, чем энергия в системе центра масс на коллайдере Tevatron. В конце 2008 года планируется выход на энергию 7 ТэВ, а потом — достижение проектной энергии в 14 ТэВ.

После запуска LHC будет самым высокоэнергичным ускорителем элементарных частиц в мире, почти на порядок превосходя по энергии своих ближайших конкурентов — протон-антипротонный коллайдер Tevatron, который в настоящее время работает в Национальной ускорительной лаборатории им. Э. Ферми (США) и Релятивистский коллайдер тяжёлых ионов RHIC, работающий в Брукхейвенской лаборатории (США).

Светимость LHC во время Commission Run составит всего 1029 частиц/см2·с. Это весьма скромная величина. Однако, после запуска LHC для экспериментальных исследований светимость будет постепенно повышаться от начальной 5·1032 частиц/см2·с до номинальной 1,7·1034 частиц/см2·с, что по порядку величины соответствует светимостям современных B-фабрик BaBar (SLAC, США) и Belle (KEK, Япония). Выход на номинальную светимость планируется в 2010 году.



Планируется, что на LHC будут работать четыре детектора: ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS), CMS (Compact Muon Solenoid), LHCb (The Large Hadron Collider beauty experiment) и ALICE (A Large Ion Collider Experiment). Установки ATLAS и CMS предназначены для поиска бозона Хиггса и «нестандартной физики». Детектор LHCb оптимизирован под исследования физики b-кварков, а детектор ALICE для поиска кварк-глюонной плазмы или кварк-глюонной жидкости в столкновениях ионов свинца.

Россия принимает активное участие как в строительстве LHC, так и в создании всех четырёх детекторов, которые должны работать на коллайдере.

Для управления, хранения и обработки данных, которые будут поступать с ускорителя LHC и детекторов, создаётся распределённая вычислительная сеть LCG (LHC Computing GRID), использующая технологию ГРИД. Для определённых вычислительных задач будет задействован проект распределенных вычислений LHC@Home

6. Бегущая дорожка для гоночных авто



Американская кoмпания Jacobs Engineering пoстрoила уникальную бегущую дoрoжку, на кoтoрoй мoжет испытываться ни бoльше не меньше, а гoнoчный бoлид чемпиoната NASCAR. Эта дoрoжка станет частью мoщнoй аэрoдинамическoй трубы, стoимoстью в $40 миллиoнoв, вoзвoдимoй сейчас в гoрoде Кoнкoрд.



[Первая в Севернoй Америке “спoртивная” аэрoдинамическая труба с бегoвoй дoрoжкoй (и oдна из немнoгих в мире, кoтoрая пoзвoлит oчень тoчнo мoделирoвать пoтoки пoд днищем на oчень высoких скoрoстях) сooружается для кoмпании WindShear — дoчернегo предприятия прoмышленнoгo станкoстрoительнoгo гиганта Haas Automation, кoтoрым владеет миллиoнер Джин Хаас (Gene Haas).

7. Башня высотой 173 метра для испытания лифтов



Японская корпорация Mitsubishi Electric построила в городе Иназава самую высокую в мире башню для испытания лифтов высотой 173 метра. Пойти на строительство гигантского небоскреба корпорацию заставила появившаяся в последнее время мода на возведение сверхвысоких зданий. В небоскребе Taipei 101 скорость движения лифтов уже достигает 61 км/ч.

Строительство башни Solae обошлось Mitsubishi Electric в пять миллиардов йен (около 50 млн. долларов)