Seitse kõige äärmuslikumat teaduslaborit Maal (ja taevas)

 (21)
Seitse kõige äärmuslikumat teaduslaborit Maal (ja taevas)
Foto: AFP

Teaduse huvides saadetakse korda kõikvõimalikke ekstreemsuseid.

Need seitse laboratooriumit on näideteks mõnedest ebatavalisematest keskkondadest, kus uurijad katseid läbi viivad.

Maailma kõige külmem füüsikalabor: neutriino-observatoorium Antarktikas

Foto: AFP

Üheks tõhusamaks seadmeks, mis suudab tuvastada kõrgenergeetilisi neutriinosid — subatomaarseid osakesi, mis pärinevad tormilistest astronoomilistest nähtustest nagu tähtede plahvatused —, ei ole mitte teleskoop kosmoses, vaid hoopis sügavale Maa pinna alla maetud andurite maatriks.

Neutriino-observatoorium IceCube tegutseb lõunamandri külmakõrbes paksu jääkihi all. Siin reageerivad neutriinod mõnikord veemolekulidega, tekitades nn Vavilovi-Tšerenkovi kiirgust, mida on võimalik tuvastada fotokordistitega (ingl photomultiplier tube).

Seotud lood:

IceCube'i olulisemateks elementideks on fotokordisteid sisaldavatest ümmargustest anduritest koostatud "lindid", mis paiknevad 1450 kuni 2450 meetri sügavusel.

Andurid on paigutatud jää sisse rohkem kui ühe kuupkilomeetri suuruse ruumala piiresse, mis tähendab, et need ei kujuta endast mitte ainult maailma külmimat füüsikalaboratooriumit, vaid ka kõige mastaapsemat neutriino-observatooriumit üldse.

Kõige kuumemaid temperatuure maailmas pakub USA riiklik Brookhaveni labor

Foto: labori kodukas (bnl.gov)

2010. aasta veebruaris andis Brookhaveni laboratooriumi juures tegutseva, relativistlikel kiirustel liikuvate raskete ioonide põrguti RHIC toimkond teada nelja triljoni kraadise temperatuuri saavutamisest.

Tegu oli seni kõrgeima kunstlikult tekitatud kuumusega, mis ületab 250 000 kordselt Päikese tuumas valitsevat temperatuuri.

Taolise uskumatu tulemuse saavutamiseks põrgatati kullaioone valguse kiirusele lähenevatel (s.t, relativistlikel) kiirustel nii, et moodustus kvargi-gluuoniplasma — elementaarosakestest koosnev "supp", mis looduses sai eksisteerida vaid Suurele Paugule järgnenud sekundi imeväikese murdosa jooksul.

RHIC on CERNI suure hadronipõrguti LHC järel maailmas võimsuselt teine raskete ioonide kollaider. Lisaks on see ainus teadusrajatis maailmas, kus on võimalik prootoni spinni tekkemehhanismide uurimise eesmärgil põrgatada polariseeritud prootoneid.

Kõige tipuks on RHIC-is registreeritud seni kõige suurema energiaga polariseeritud prootonid üldse.

Kõrgeimal paiknev teadusrajatis on "püramiidlabor" Nepalis

Foto: YouTube / Lorenzo Pini

Nepalis Himaalaja mäestikus Sagarmatha rahvuspargi territooriumil seisab kolmekorruseline püramiidikujuline klaasist, terasest ja alumiiniumist ehitatud laboratoorium-observatoorium.

Merepinnast 5050 meetrit kõrgemal Džomolungma jalamil asuvas laboris uuritakse teaduslikult nii geoloogiat, kliimat ja keskkonnanähtuseid kui ka inimpsühholoogiat.

Laboratooriumi rajas teaduslike ja tehniliste uuringute kõrgmäestikes läbiviimist toetav komitee Ev-K2-CNR.

Püramiid on muutunud oluliseks maamärgiks mitte ainult teadlastele, vaid ka kohalikele elanikele ja turistidele, kes käivad mõnikord kasutamas selle telekommunikatsioonitehnika-parki.

Maailma sügavaim allveelaboratoorium: korallrahujaam Aquarius USA-s

Arvestades seda, kui palju avastamisväärset peidavad tõenäoliselt maailma ookeanide läbiuurimata sopid, võib tähelepanek, et USA riikliku ookeani- ja atmosfääriseire ameti NOAA laboratoorium Aquarius on sügavaim allvee-uurimisjaam maailmas, tulla väiksema üllatusena kui tõdemus, et see on üldse ainus omasugune laboratoorium, mis tänasel päeval veel tegutseb.

Aquarius asub umbes 15–18 meetri sügavusel ookeanipinna all Florida Keysi merekaitseala territooriumil USA-s Florida osariigis.

Viimase kahe kümnendi vältel on teadlased seda rakendanud peamiselt piirkonnas asuva Conchi korallrahu ökoloogia uurimiseks.

Lisaks on teadusrajatisele rakendust leidnud kosmoseagentuur NASA, mis valmistab seal astronaute ette avakosmoses valitseva kaalutuse ja üksilduse paremaks talumiseks.

Maailma suurim osakestefüüsika laboratoorium CERN asub Šveitsi ja Prantsusmaa piiril Genfis

Foto: cds.cern.ch

Genfi linna lähistele rajatud Euroopa tuumafüüsikauuringute liidu CERN laboratoorium võtab enda alla rohkem kui sada hektarit Šveitsimaad ja üle 450 hektari Prantsusmaa pinda.

Laboratooriumi "süda", suur osakestepõrguti LHC asub 150 meetri sügavusel maa all 27 kilomeetri pikkuses tunnelis. Teadlased kavatsevad seda tulevikus täiendada veel ühe, praegusest kolm korda pikema tunneliga.

Võttes arvesse asjaolu, et rajatises läbi viidavate teadusuuringute eesmärgiks on terve universumi olemuse väljaselgitamine, polegi selle röögatud mastaabid ehk eriti imekspandavad.

Üheks CERN-i rajamise eesmärgiks oli eri riikide teadlaste vahelise koostöö edendamine.

Praegu kasutavad teadusrajatist kuni 10 000 teadlast 113 riigist. Pealeselle pakub laboratoorium täiskohaga tööd ligi 2400-le ning osalise tööajaga tööd 1500-le inimesele.

Pärast uurimiskeskuse asutamist 1954. aastal on selles tehtud üliolulisi, isegi Nobeli preemia vääriliseks hinnatud avastusi.

Tänu CERN-ile on võimalikuks saanud mitmesugused nüüdseks elulise tähtsusega tehnoloogiad, muu hulgas interneti vahendusel pöördutavate, omavahel seostatud hüpertekstide süsteem ehk veeb (ingl World Wide Web).

Maailma kõige sügavam allmaalabor — SNOLAB Kanadas

Sarnaselt IceCube'iga on ka Kanadas Ontario provintsis sügaval maa all tegutsev Sudbury neutriino-observatoorium SNOLAB ametis süvakosmiliste nähtuste seiramisega.

Laboratoorium on ehitatud kahe kilomeetri sügavusse niklikaevandusse. Maa-alune osa küündib 5000 ruutmeetrini, samas kui rajatise maapealne abihoone võtab enda alla 3100 ruutmeetrit. 

SNOLAB-is tehtav uurimistöö keskendub astro-osakestefüüsikale. Muu hulgas aetakse siin kosmilise tumeaine jälgi ning otsitakse nii Päikeselt pärit madala energiatasemega neutriinosid kui ka supernoovadest pärinevaid neutriinosid.

Huvi rajatise kasutamise vastu on aga üles näidanud ka muid valdkondi esindavad teadlased geofüüsikutest seismoloogideni.

Kõrgeimal taevas tegutsev teadusuurimiskeskus: rahvusvaheline kosmosejaam ISS avakosmoses

Foto: NASA (vabakasutuseks)

Pole kahtlustki, et ISS on kõigist loetletuist kõige äärmuslikum teadusrajatis — ükski teine uurimisjaam ei asu sama kõrgel, ei pea taluma elule sama vaenulikku keskkonda, ei liigu sama kiiresti.

Nimelt kihutab Maa tehiskaaslasest jaam 330 kuni 435 kilomeetri kõrgusel orbiidil peadpööritava keskmise kiirusega 27 724 kilomeetrit tunnis. Muljetavaldava kosmosejaama pikkus on 72,8 meetrit, laius 108,5 meetrit.

ISSi kasutatakse eksperimentide läbiviimiseks paljudes teadusvaldkondades inimese bioloogiast meteoroloogia, füüsika ja astronoomiani.

Jaamas valitseb kaalutuselähedane raskusjõud tänu pidevale vabale langemisele, mitte sellepärast, et kosmoses külgetõmbejõud puudub, nagu paljud arvavad.

Hiiglaslikku lendlaborit on 2000. aasta novembrist alates külastanud 15 riigi astronaudid. Jaam peaks tööd jätkama vähemalt aastani 2020 ning võib hinnangute kohaselt kasutuskõlbulik püsida isegi 2028 aastani.