南京各大高校,實驗室數不勝數,研究的領域涉及天文、地理、航天航空……在外人眼中,這些鮮為人知的實驗室都蒙上了一層神秘的面紗。
那些,教授和學生都在里面搗鼓些什么呢?實驗室里都有些什么好玩的東西呢?記者近日特地探訪了南京多家高校的神秘實驗室。
南京大學·聲學實驗室
站在消聲室內,仿佛置身一個魔法空間。房間很開闊,但不管你多大聲說話,都不會產生一點回音,聲音會立刻消失得無影無蹤。
聲學博士盧國潮介紹說,消聲室占據了三層樓一半的空間,所有墻壁包括地面像都安裝了尖坯和吸聲材料,這里的門是立體的,門的背后也布滿了“機關”,里面也布置了尖坯和吸聲材料。“周邊都是消聲材料,加上一些特殊材料,只要你一出聲,聲音立刻就被吸收走了。它就像是聲音黑洞,不管什么聲音,都被吸走了。”
不同的材料對音頻的吸收也不太一樣。比如:橫豎交叉式的結構對低頻聲音敏感,吸收強,而另外一些材料,則對高頻吸收效果好。
離開消聲室,來到混響室。一開口說話,感覺一個聲音立刻變成了多個,如果多人說話,感覺簡直就是在很多機器同時運轉的大工廠內。
混響室很像“工廠”內的操作間,墻壁上嵌了一些鋼筋結構。“墻壁上的結構看起來簡單,其實它們像玻璃鏡面一樣,把聲音從多角度反射,這樣,可以讓聲音很快充滿整個空間。”這個速度有多快?盧國潮說,毫秒之間就可以。聲音通過反射,瞬間達到混響。盧國潮說,生活中,堅硬光滑的設備,玻璃、辦公桌、瓷磚等,看起來平平常常,卻是很好的混聲材料。
隔聲室則是專門用來攔截聲音的。推開一道門,里面是一個長條型的空間,再往里走,又是一扇門,最里間才是真正的隔聲室。雖然兩人只有幾米遠,但隔著兩道門,根本就聽不見兩人的說話。博士介紹說,“隔聲最好的辦法就是采用三明治結構。”
河海大學·人工降雨實驗室
一說到實驗室,多數人就會聯想到房間里擺放著各種精密儀器。如果你走進河海大學的一個實驗室,這一猜想將被徹底顛覆。
河海大學的實驗大廳面積達7000多平方米,其中波浪池就有數百平方米。工作人員介紹說,建水壩是一項系統工程,河水流量、含沙程度、河道地形等許多因素需要綜合考慮,所以在實施工程前必須在實驗室里進行模擬。
眾所周知,天氣對河流的影響很大。一旦降雨,雨水會沖刷河流兩岸的護坡,土質不同,產生的水流與含沙量也不同。但天氣情況又相當復雜,護坡的“產流產沙”量如何估算?河海大學的“人工降雨實驗室”就讓這一切變成了可能。
這個實驗室的屋頂布滿水管,水管上有許多大小不一的篩孔。根據需要,這個屋頂可以模擬強度不同的降雨,無論狂風暴雨還是綿綿細雨,都能如實呈現。實驗人員只要按比例縮小,做出河道的模型,再經“雨水”沖刷,就能快捷地獲得數據,供工程設計師參考。
類似的還有泥沙實驗室、航道實驗室、工程水動力實驗室等。實驗室用到的不少儀器都是世界最先進的,比如有的可以用激光測量水流速度,大大提高了實驗的科學價值。
每研究一個大型水電項目,河海的教授、研究生們都要在實驗室里進行各種模擬。通過實驗室檢驗的“產品”才能投放到實際工程中去。
東南大學·AMS01實驗室
美國“奮進”號航天飛機當地時間16日從肯尼迪航天中心發射升空,前往國際空間站。這是“奮進”號最后一次升空,主要任務是運送名為“阿爾法磁譜儀2”的太空粒子探測器。而在研制阿爾法磁譜儀的過程中,東南大學承擔了重要任務。
宇宙大爆炸產生了正物質,理論上,還應當存在反物質和暗物質,但現實中又苦于找不到它們存在的真憑實據。在諾貝爾獎獲得者、美籍華人丁肇中的領導下,16個國家和地區的研究人員開始了尋找這兩種神秘物質的征程,主要工具就是“阿爾法磁譜儀”。
早在1998年,美國“發現”號航天飛機搭載東南大學承擔了研發任務的第一代阿爾法磁譜儀升空,但由于種種原因,實驗受挫。此后,科學家開始研制第二代阿爾法磁譜儀。第一代阿爾法磁譜儀的原型系統目前陳列在東南大學的AMS01實驗室內。
“阿爾法磁譜儀就像人類派往太空的神探。”東南大學計算機學院院長羅軍舟教授介紹,它的主要本領是能夠探測到太空中“流竄”的粒子,這基于磁譜儀強大而特殊的磁場。因為帶電粒子進入磁場后其軌跡會發生變化,不同帶電粒子的軌跡變化也不同,而不帶電的粒子其軌跡則不會發生變化,因而觀測粒子進入這一磁場后軌跡是否變化、變化程度有什么不同,就可以推知這是何種粒子。