中國4大黑科技,正在悄悄向諾獎發起衝刺,作為中國人感到驕傲

我們經常能在國外的視頻中看到一些他們的黑科技,看著這些高科技成果,相比大家都為之震撼,就像日本的超級神岡探測器,幫助日本拿到了兩個諾貝爾獎。

中國4大黑科技,正在悄悄向諾獎發起衝刺,作為中國人感到驕傲

其實近幾年來中國的科技發展水平,飛速提升,類似的黑科技也不少,今天就給大家舉例中國的4大黑科技,可以說是中國14億人口的驕傲。

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大亞灣的中微子探測器

中微子是宇宙中極為詭異的一種物質,它的質量可以忽略不計,又可以以近乎光速來進行運動,有被稱為“幽靈粒子”、宇宙間的“隱身人”

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由於中微子極難捕捉,為此中國在大亞灣核電站修建了這個實驗室,其中核電站有6臺百萬千瓦的核電機組,是世界上最大的核反應堆群之一,能夠產生大量的中微子源,而且這個地方又與高山相鄰,可以在山體之下進行實驗,利用岩石來屏蔽宇宙射線中的雜質干擾。

而和這個實驗室在2003年開始建造,當時投資多達1.6億,但是和高能對撞機一比,又是一比小錢了。

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大亞灣實驗中微子探測器

但是這個實驗室也是相當高能了,從大亞灣核電站的山底一路向下,需要走一個三千米長的隧道才能抵達,實驗室中是一汪深藍色的超純水。中間是一臺中微子探測器,時刻監測著來自核反應堆的中微子。

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在2012年的時候,這個實驗就發現了第三種中微子振盪模式,而在此之前,日本曾因為發現兩種振盪模式而獲得了兩次諾貝爾獎,中國這項研究很有可能為中國帶來一個諾貝爾獎。

中國錦屏地下實驗室

在我國四川錦屏山的地下2400米處有一個神秘的地下實驗室。為什麼要在如此深的底下建造一個實驗室呢?

主要原因是這個實驗室在探索地球上最神秘的東西:暗物質。

所謂暗物質,是一種我們看不到,也很難感知到的一種物質,而在宇宙中暗物質所佔的比例大概是95%,我們所能看到的、觀測到的東西只佔5%左右,所以只有瞭解了暗物質,才算是真正窺見了宇宙的奧秘。

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不過因為暗物質不具備觀測性,所以一直活在理論中,而錦屏地下實驗室則是為了觀測暗物質而建立的。那麼為什麼要建在地下呢?

由於暗物質無法直接觀測,因此只能採取間接觀測的方式,例如讓暗物質跟原子核碰撞,通過碰撞所產生的信號來探測暗物質。

不過由於產生的信號也十分微弱,如果在地面上進行研究,環境中會充滿各種宇宙射線,以及生活輻射,很難區分哪些是暗物質引發的,哪些又是環境因素引發的,所以為了將環境因素的影響降到最低,選擇將實驗室建在錦屏山地下。

這裡可以說是得天獨厚,實驗室的上面有厚度達2400多米的垂直岩石,這麼厚的岩石足夠阻隔大部分宇宙射線。

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除此之外,還有1米厚的聚乙烯材料,可以阻攔和吸引中子;20釐米厚的鉛層,可以屏蔽外部的伽馬射線;20釐米厚的含硼聚乙烯,剩下的中子也被吸收了;還有10釐米厚的高純無氧銅,可以阻攔伽馬射線……

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可以說是任何東西想進來非常不容易,所以一度被稱作“最乾淨的地下實驗室”,不過很多人可能會認為建造這樣一個實驗室一定非常麻煩,其實並沒有費太大功夫,完全是

“摟草打免子”建出來的。

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在建造實驗室之前,只是打算在錦屏一、二級水電站修一個隧道將它們鏈接起來,方便運輸。而這個隧道最大的特色就是大部分區域都被深埋地下,最大埋深2375米,是我國第一,世界第二的深埋隧道。

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而實驗室就是在隧道的側面挖了一個長40米的空間,可以說是很輕鬆就完工了,在國外大部分地下實驗室都需要做電梯,上上下下非常麻煩,而我國這個地下實驗室就比較特殊,可以直接開車到實驗室門口再走進去,飛鏟更方便。

在2018年6月我國暗物質實驗合作組利用一種國際首創的高純鍺探測系統,在一定範圍內將暗物質直接探測靈敏度提高到了目前國際最高的水平。祝願我國在這方面研究有新的突破,並在將來為中國斬獲一個諾獎!

貴州射電望遠鏡

這裡也算得上網紅實驗室了,貴州射電望遠鏡位於貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣克度鎮大窩凼的喀斯特窪坑中,共由國家重大科技基礎設施,“天眼”工程由主動反射面系統、饋源支撐系統、測量與控制系統、接收機與終端及觀測基地等幾大部分構成,綜合性能是著名的射電望遠鏡阿雷西博的十倍。

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在20世紀60年代天文學共有4項非常重要的發現:脈衝星、類星體、宇宙微波背景輻射、星際有機分子,被稱為“四大發現”,而這“四大發現”都與射電望遠鏡相關。

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貴州射電望遠鏡夜晚美景

同時在諾貝爾獎的歷史中,天文觀測的10項獲獎成果中有6項來自射電望遠鏡,而中國貴州射電望遠鏡的水平可以說是名列前茅,截止2019年8月28日,已經發現了132顆​優質的脈衝星候選體,其中有93顆已經被確認為新發現的脈衝星。相信假以時日將會發現更多的脈衝星,而在這個過程中極有可能產生諾貝爾獎。

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江門地下中微子觀察實驗室

2012年我國大亞灣反應堆中微子實驗發現了中微子第三種振盪模式,被國際粒子物理界評價為“開啟了未來中微子物理研究的大門”。

江門地下中微子觀察實驗室和文章開頭介紹的日本的超級神岡探測器,非常相似,實驗室的核心是一個直徑35.4米,厚12釐米的空心有機玻璃球,裡面裝有2萬噸的液體。

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這是世界上最大的有機玻璃球,在它出現之前,世界上用於粒子物理的有機玻璃球比它小20倍左右,而它可以說是大亞灣中微子實驗室的升級版,並吸引了上百名科學家到此研究。

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從圖片上來看,有一種置身於外星飛船上的感覺,這就是科技的魅力,這個黑科技將來也會是我們衝刺諾貝爾獎的關鍵。

可以說中國目前已經成為美國之後的第二科研大國,而在未來我國堅持GDP增長與R&D經費增長,GDP和R&D經費就能雙雙超過美國。

當今世界180個熱點研究前沿的核心論文產出量美國第一,152個;英國第二,90個;中國第三68個,目前已經超過了德國法國以及日本,位列第三名。不過最讓美國頭疼的是,中國科技發展的速度還在提升。

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中國目前也在加大科學教育的力度,以前要中學才有的科學課程,現在小學就有了,主要目的就是培養出更多優秀的人才,就像任正非所說的那樣“以後中國的農村都會出現博士生”。

這點不僅國家要努力,個人和家長都需要共同努力,除了語數外這些基礎課程之外,家長也應該注重科學教育。

前兩天還有家長問我,她家孩子和小愛同歲,問我應該給孩子看什麼類型的科學雜誌比較好,對此我為她推薦了中國首套5~14歲幼兒的系統性科學啟蒙教程《第一次遇見科學》。

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這是由中國少年兒童出版社“十萬個為什麼出版中心”在中央文化產業基金支持的青少年科學素養評估系統項目中,對國內外教育與認知領域的成熟理論的系統研究而發端,高度符合科學素養生成規律與青少年自然成長規律的科學教育書籍。

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而這套科學啟蒙書籍的設計初衷乃是“希望給予孩子科學的啟蒙不是停留在寬而淺的知識,更要嘗試引領其認識少而深的概念。這樣做的目的是幫助孩子學習建立自己知識譜系的方法,進而真正認識自己,認識世界。”並且內附高清插圖,很容易激發孩子的好奇心,以及科學思維。

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《第一次遇見科學》書中高清插圖

《第一次遇見科學》不僅僅是一套書籍,更是一套課程,包含地球科學、物質科學、生命科學、社會科學4大主題,附帶96節科學課程,並且也包含STEM四門學科。

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家長可以利用這套書,與孩子展開親子閱讀,根據每節課程前的學習目標和科學探究提示,與孩子展開基於觀察的互動問答,激發想象力,鼓勵孩子進行思考。每章後的評估表可以作為親子閱讀的測試內容,最後通過繪畫的方式,利用繪圖建構輸出自己學習到的科學內容,並利用科學的語言對圖畫進行描述。

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我們相信一個擁有好奇心,充滿熱情,勇於嘗試、獨立思考的孩子,將會懂得如何在未來的生活中,找到自己熱愛的東西並堅持下去,在面對複雜的真實世界,作為一個知情的決策者,成為一個能夠用科學方法整體處理事務的人。

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由於第一次遇見科學各方面都十分完善,所以價格偏高,小愛媽只拿到了9折的優惠力度,因此家長還是預算不夠的話,那麼可以選擇稍差一點的科學啟蒙書籍。這套《兒童百科全書》,雖然內容上和《第一次遇見科學》比,稍差了一點,但也是同價位中的佼佼者,當然資金足夠的話,還是建議家長們給孩子最好的科學教育。

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