14亿中国人的骄傲:中国4大黑科技,正在悄悄向诺贝尔奖发起冲刺

我们经常能在国外的视频中看到一些他们的黑科技,看着这些高科技成果,相比大家都为之震撼,就像日本的超级神冈探测器,帮助日本拿到了两个诺贝尔奖。

14亿中国人的骄傲:中国4大黑科技,正在悄悄向诺贝尔奖发起冲刺

其实近几年来中国的科技发展水平,飞速提升,类似的黑科技也不少,今天就给大家举例中国的4大黑科技,可以说是中国14亿人口的骄傲。

14亿中国人的骄傲:中国4大黑科技,正在悄悄向诺贝尔奖发起冲刺

大亚湾的中微子探测器

中微子是宇宙中极为诡异的一种物质,它的质量可以忽略不计,又可以以近乎光速来进行运动,有被称为“幽灵粒子”、宇宙间的“隐身人”

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由于中微子极难捕捉,为此中国在大亚湾核电站修建了这个实验室,其中核电站有6台百万千瓦的核电机组,是世界上最大的核反应堆群之一,能够产生大量的中微子源,而且这个地方又与高山相邻,可以在山体之下进行实验,利用岩石来屏蔽宇宙射线中的杂质干扰。

而和这个实验室在2003年开始建造,当时投资多达1.6亿,但是和高能对撞机一比,又是一比小钱了。

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大亚湾实验中微子探测器

但是这个实验室也是相当高能了,从大亚湾核电站的山底一路向下,需要走一个三千米长的隧道才能抵达,实验室中是一汪深蓝色的超纯水。中间是一台中微子探测器,时刻监测着来自核反应堆的中微子。

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在2012年的时候,这个实验就发现了第三种中微子振荡模式,而在此之前,日本曾因为发现两种振荡模式而获得了两次诺贝尔奖,中国这项研究很有可能为中国带来一个诺贝尔奖。

中国锦屏地下实验室

在我国四川锦屏山的地下2400米处有一个神秘的地下实验室。为什么要在如此深的底下建造一个实验室呢?

主要原因是这个实验室在探索地球上最神秘的东西:暗物质。

所谓暗物质,是一种我们看不到,也很难感知到的一种物质,而在宇宙中暗物质所占的比例大概是95%,我们所能看到的、观测到的东西只占5%左右,所以只有了解了暗物质,才算是真正窥见了宇宙的奥秘。

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不过因为暗物质不具备观测性,所以一直活在理论中,而锦屏地下实验室则是为了观测暗物质而建立的。那么为什么要建在地下呢?

由于暗物质无法直接观测,因此只能采取间接观测的方式,例如让暗物质跟原子核碰撞,通过碰撞所产生的信号来探测暗物质。

不过由于产生的信号也十分微弱,如果在地面上进行研究,环境中会充满各种宇宙射线,以及生活辐射,很难区分哪些是暗物质引发的,哪些又是环境因素引发的,所以为了将环境因素的影响降到最低,选择将实验室建在锦屏山地下。

这里可以说是得天独厚,实验室的上面有厚度达2400多米的垂直岩石,这么厚的岩石足够阻隔大部分宇宙射线。

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除此之外,还有1米厚的聚乙烯材料,可以阻拦和吸引中子;20厘米厚的铅层,可以屏蔽外部的伽马射线;20厘米厚的含硼聚乙烯,剩下的中子也被吸收了;还有10厘米厚的高纯无氧铜,可以阻拦伽马射线……

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可以说是任何东西想进来非常不容易,所以一度被称作“最干净的地下实验室”,不过很多人可能会认为建造这样一个实验室一定非常麻烦,其实并没有费太大功夫,完全是

“搂草打免子”建出来的。

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在建造实验室之前,只是打算在锦屏一、二级水电站修一个隧道将它们链接起来,方便运输。而这个隧道最大的特色就是大部分区域都被深埋地下,最大埋深2375米,是我国第一,世界第二的深埋隧道。

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而实验室就是在隧道的侧面挖了一个长40米的空间,可以说是很轻松就完工了,在国外大部分地下实验室都需要做电梯,上上下下非常麻烦,而我国这个地下实验室就比较特殊,可以直接开车到实验室门口再走进去,飞铲更方便。

在2018年6月我国暗物质实验合作组利用一种国际首创的高纯锗探测系统,在一定范围内将暗物质直接探测灵敏度提高到了目前国际最高的水平。祝愿我国在这方面研究有新的突破,并在将来为中国斩获一个诺奖!

贵州射电望远镜

这里也算得上网红实验室了,贵州射电望远镜位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇大窝凼的喀斯特洼坑中,共由国家重大科技基础设施,“天眼”工程由主动反射面系统、馈源支撑系统、测量与控制系统、接收机与终端及观测基地等几大部分构成,综合性能是著名的射电望远镜阿雷西博的十倍。

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在20世纪60年代天文学共有4项非常重要的发现:脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射、星际有机分子,被称为“四大发现”,而这“四大发现”都与射电望远镜相关。

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贵州射电望远镜夜晚美景

同时在诺贝尔奖的历史中,天文观测的10项获奖成果中有6项来自射电望远镜,而中国贵州射电望远镜的水平可以说是名列前茅,截止2019年8月28日,已经发现了132颗​优质的脉冲星候选体,其中有93颗已经被确认为新发现的脉冲星。相信假以时日将会发现更多的脉冲星,而在这个过程中极有可能产生诺贝尔奖。

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江门地下中微子观察实验室

2012年我国大亚湾反应堆中微子实验发现了中微子第三种振荡模式,被国际粒子物理界评价为“开启了未来中微子物理研究的大门”。

江门地下中微子观察实验室和文章开头介绍的日本的超级神冈探测器,非常相似,实验室的核心是一个直径35.4米,厚12厘米的空心有机玻璃球,里面装有2万吨的液体。

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这是世界上最大的有机玻璃球,在它出现之前,世界上用于粒子物理的有机玻璃球比它小20倍左右,而它可以说是大亚湾中微子实验室的升级版,并吸引了上百名科学家到此研究。

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从图片上来看,有一种置身于外星飞船上的感觉,这就是科技的魅力,这个黑科技将来也会是我们冲刺诺贝尔奖的关键。

可以说中国目前已经成为美国之后的第二科研大国,而在未来我国坚持GDP增长与R&D经费增长,GDP和R&D经费就能双双超过美国。

当今世界180个热点研究前沿的核心论文产出量美国第一,152个;英国第二,90个;中国第三68个,目前已经超过了德国法国以及日本,位列第三名。不过最让美国头疼的是,中国科技发展的速度还在提升。

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中国目前也在加大科学教育的力度,以前要中学才有的科学课程,现在小学就有了,主要目的就是培养出更多优秀的人才,就像任正非所说的那样“以后中国的农村都会出现博士生”。

这点不仅国家要努力,个人和家长都需要共同努力,除了语数外这些基础课程之外,家长也应该注重科学教育。

前两天还有家长问我,她家孩子和小爱同岁,问我应该给孩子看什么类型的科学杂志比较好,对此我为她推荐了中国首套5~14岁幼儿的系统性科学启蒙教程《第一次遇见科学》。

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这是由中国少年儿童出版社“十万个为什么出版中心”在中央文化产业基金支持的青少年科学素养评估系统项目中,对国内外教育与认知领域的成熟理论的系统研究而发端,高度符合科学素养生成规律与青少年自然成长规律的科学教育书籍。

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而这套科学启蒙书籍的设计初衷乃是“希望给予孩子科学的启蒙不是停留在宽而浅的知识,更要尝试引领其认识少而深的概念。这样做的目的是帮助孩子学习建立自己知识谱系的方法,进而真正认识自己,认识世界。”并且内附高清插图,很容易激发孩子的好奇心,以及科学思维。

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《第一次遇见科学》书中高清插图

《第一次遇见科学》不仅仅是一套书籍,更是一套课程,包含地球科学、物质科学、生命科学、社会科学4大主题,附带96节科学课程,并且也包含STEM四门学科。

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家长可以利用这套书,与孩子展开亲子阅读,根据每节课程前的学习目标和科学探究提示,与孩子展开基于观察的互动问答,激发想象力,鼓励孩子进行思考。每章后的评估表可以作为亲子阅读的测试内容,最后通过绘画的方式,利用绘图建构输出自己学习到的科学内容,并利用科学的语言对图画进行描述。

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我们相信一个拥有好奇心,充满热情,勇于尝试、独立思考的孩子,将会懂得如何在未来的生活中,找到自己热爱的东西并坚持下去,在面对复杂的真实世界,作为一个知情的决策者,成为一个能够用科学方法整体处理事务的人。

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