Ekstremalios laboratorijos (I dalis)

Darbo sąlygos šiose laboratorijose visiškai kitokios negu įprastose darbo vietose.

Pasaulyje yra nemažai specializuotų laboratorijų, į kurias norintiems patekti mokslininkams dažnai tenka ilgokai  laukti savo eilės, nesvarbu, ką jie būtų nusprendę išbandyti – ypatingą saugumą, absoliučią ramybę, neįtikėtiną skaičiavimo spartą, ekstremalų atsiribojimą nuo pasaulio ar visiško nesvarumo būklę. Kviečiame kartu pakeliauti po pasaulį ir aplankyti ekstremaliausias darbo vietas pasaulyje.

DIDŽIAUSIAS SLĖGIS

Klimato pokyčiai tyrinėjami jūros dugne

Floridoje (JAV), netoli Ki Largo salos, esanti laboratorija „Aquarius Reef Base“ – vienintelė pasaulyje povandeninė laboratorija. 18 m gylyje įrengtoje laboratorijoje slėgis 2,5 karto didesnis už atmosferos slėgį.

Laboratorija „Aquarius Reef Base“ Floridoje (JAV) įrengta 18 m gylyje. Čia slėgis beveik tris kartus didesnis negu jūros paviršiuje.

Laboratorijoje dirbantys mokslininkai praleidžia viduje 1–2 savaites. Patekti į laboratoriją arba iš jos išeiti galima naudojantis nardymo įranga. Įėjimas į laboratoriją įmanomas tik per oro sandarinimo kamerą. Laboratorija „Aquarius“ yra netoli koralų rifo, kurį mokslininkai stebi nuo 1993 metų. Laboratorijoje tiriamas klimato kaitos poveikis vandenyno aplinkai ir atliekami povandeninės įrangos bandymai.

SAUGUMAS

Testai su mirtinais virusais atliekami itin saugioje laboratorijoje

Stokholmo infekcinių ligų institute (šved. Smittskyddsinstitutet) veikia viena iš nedaugelio pasaulyje esančių vadinamųjų aukščiausios biosaugumo klasės P4 laboratorijų. Šios laboratorijos mokslininkai dirba su pavojingiausiais pasaulyje mikroorganizmais ir virusais, pavyzdžiui, Ebolos ir Marburgo virusais.

Slėginiai kostiumai saugo mokslininkus nuo mirtinų virusų.

Į laboratoriją įmanoma patekti tik per oro sandarinimo kamerą. Teisę įeiti į laboratoriją turi labai nedaug mokslininkų. Laboratorijos darbuotojai dėvi visiškai sandarius kostiumus su šviežio oro nuolatinio tiekimo įranga. Laboratorijoje atliekami įvairūs tyrimai, pavyzdžiui, padedantys nustatyti užsikrėtimo gyvybei pavojingomis infekcijomis priežastis.

SPARTUS SKAIČIAVIMAS

„Jaguar“ skaičiavimus atlieka neįtikėtina sparta

Superkompiuteris „Cray XT5“ ypač galingas. Jo greitis 2,3 petaflopo, t. y. gali atlikti 2,3 milijardo  skaičiavimų per sekundę. Šis galingiausias pasaulio kompiuteris saugomas JAV Nacionaliniame kompiuterijos mokslų centre (angl. National Center for Computational Sciences).

2,3 petaflopo spartos superkompiuteris „Jaguar“ naudojamas būsimoms pasaulio klimatinėms sąlygoms nustatyti.

Kompiuteris vadinamas „Jaguar“, jo paklausa milžiniška – viso  pasaulio mokslininkai laukia eilėje norėdami išbandyti jo galimybes. „Jaguar“ naudojamas įvairiausiems tikslams – ir būsimoms pasaulio klimato sąlygoms nustatyti, ir į upę išsiliejusio urano sklidimo mastui apskaičiuoti.

Mokslininkai medžioja neutrinus giliai po žeme

Rytinėje Kanados dalyje, buvusioje šachtoje, dviejų kilometrų gylyje po žeme įrengta giliausiai esanti pasaulio laboratorija SNOLAB. Į tokiame gylyje esančią laboratoriją nepatenka kosminė elektromagnetinė foninė spinduliuotė. Be to, siekiant dar labiau apsisaugoti nuo lokalaus radioaktyvumo, 5000 m3 ploto laboratorijoje palaikoma nepriekaištinga švara.

Laboratorija SNOLAB įrengta dviejų kilometrų gylyje po žeme, nenaudojamoje šachtoje Kanadoje. Laboratorijoje sukurtos idealios sąlygos neutrinų „medžioklei“.

Šioje laboratorijoje mokslininkai atlieka tyrimus, susijusius su tamsiąja materija, koncentruojasi į nuo Didžiojo sprogimo laikų išlikusius supernovų pėdsakus ir daleles. Čia taip pat bandoma sugauti iš Saulės Žemę pasiekiančius neutrinus ir nustatyti jų skaičių, o tai yra iššūkis mokslui, nes neutrinai – itin mažos masės, elektros krūvio neturinčios elementariosios dalelės. Jos susidaro Saulėje ir kitose žvaigždėse ir gali beveik nevaržomai pereiti kiaurai Žemę.

SNO detektoriuje įmontuoti ieškikliai, galintys aptikti neutrinų pėdsakus.

ŠALČIAUSIA

Šaltyje — žinios apie atomus

Absoliutinio nulio, arba -273,15 °C temperatūroje, atomai nustoja judėti, o kambario temperatūroje zuja reaktyvinio lėktuvo greičiu. JAV, Masačusetso valstijoje, įsikūrusiame Masačusetso technologijos instituto ir Harvardo universiteto Itin šaltų atomų centro (angl. Ultracold Atoms Centre) mokslininkams pavyko pasiekti pasaulio šalčio rekordą – jie atšaldė natrio dujas iki pusės milijardinės °C dalies aukščiau absoliutinio nulio, arba -273 °C temperatūros.

Esant tokiai temperatūrai natrio atomai 1–2 centimetrus nuskrieja per pusę minutės. Šis bandymas rodo, kad itin žemoje temperatūroje atomams apskritai būdingas neįprastas elgesys. Taip yra todėl, kad pasikeičia atomų būsena – ji tampa nei kieta, nei skysta, nei dujinė. Atliekant šį bandymą tiriama dujų sankaupa buvo išlaikoma vienoje vietoje magnetiniu lauku, nes nėra tokios medžiagos, kuri galėtų atlaikyti tokią žemą temperatūrą. Šis bandymas – fundamentalus mokslinis tyrimas, jis suteiks visiškai naujų žinių apie atomus.

KARŠČIAUSIA

Mokslininkai tiria gaisrų liepsną

JAV pastatų ir gaisrų tyrimo laboratorijos (angl. Building and Fire Research Laboratory) mokslininkai tiria gaisrų eigą ir gaisrų gesinimo būdų veiksmingumą. Tyrimai atliekami padegant specialiai tam pastatytus pastatus. Degindami pastatus mokslininkai išmatuoja šiluminio ugnies spinduliavimo intensyvumą ir išsiskiriančio anglies monoksido, anglies dioksido ir angliavandenilių kiekį.

Atlikdami tyrimus mokslininkai nustato, kiek šilumos degdamos išskiria įvairios medžiagos.

Atliekami tyrimai ir sukeliant mažesnius gaisrus: jų metu mokslininkai aiškinasi, kokį šilumos kiekį į aplinką išskiria degdamos įvairios medžiagos. Norėdami ištirti užsidegusių kalėdinių eglučių sukeltų gaisrų eigą mokslininkai netgi atliko bandymą su eglutėmis!

KLAUSTROFOBIŠKA

Ledo luitų judėjimas tiriamas po ledynu esančioje laboratorijoje

Įspūdinga ir labai šlapia. Taip mokslininkai apibūdina savo apsilankymą po ledyno dugnu įrengtoje ir didžiausią pasaulyje klaustrofobijos baimę keliančioje laboratorijoje. Norvegijoje, į šiaurę ties poliaračiu esanti Svartiseno poledyninė laboratorija (angl. Svartisen Subglacial Laboratory) įrengta po ledynu „Engabræen“ – Svartiseno ledyno suformuotu slėnių ledynu.

Įėjimas į laboratoriją įrengtas 200 m gylyje po ledu. Norėdami ištirti ledyno slinktį, mokslininkai iš pradžių turi specialiomis žarnomis liejamu šiltu vandeniu ištirpdyti aplinkui esančiame lede tunelius, kad jais galėtų nusigauti vidun. Tačiau ledyno dugno ledas yra minkštas, beveik tokios pat konsistencijos kaip molis, todėl mokslininkai turi paskubėti pereiti ištirpdytais takais, nes per parą ištirpdytos angos susitraukia beveik perpus. Sudėtinga ir įeiti į laboratoriją, todėl prie įėjimo įrengtas mažas viešbutėlis, jame gali apsistoti daugiausia aštuoni mokslininkai.

Svartiseno poledyninė laboratorija įrengta po ledynu „Engabræen“.

Į laboratoriją vedančiame uoloje iškirstame tunelyje įrengtos ir stabilesnės – stacionarios – laboratorijos. Svartiseno laboratorijoje atlikti tyrimai suteikė naujų žinių apie ledynų ledą, ledo luitų judėjimą ir jų cheminę sudėtį. Apie tyrimus, atliekamus šioje poledyninėje laboratorijoje, parašyta daugybė disertacijų. Laboratorija priklauso Norvegijos valstybinei vandens išteklių ir energetikos direkcijai (norv. Norges Vassdrags og Energidirektorat) ir elektros energijos gamybos bei tiekimo įmonei „Statkraft“.