开学巨献:国外十个酷炫实验室大爆炸

目前国内各大学都已陆续开学，同学们又要回到实验室中与电路、试剂和实验报告搏斗了，不过实验并不仅是我们平时经历的那样枯燥，来看看我们为大家找到的十个非常炫酷的实验室，加入这些实验室后，你做的事情或多或少都与“爆炸”有关。

防御化学中心：怎样检查犯罪现场

分析爆炸后的现场

实验室：英国克兰菲尔德大学 防御化学中心

未来职业：法医炸药科学家，情报人员

目前在美国和英国的几百个法医学项目中，很少有训练他们的学生分析爆炸后现场的。有着科学学士学位的本科生可以申请加入克兰菲尔德大学的防御化学中心，这个实验室主要由英国研究生组成。在那里，他们将学到怎样从炸药的碎片提取线索，找出爆炸的起因。

为了让学生检查被破坏的现场，克兰菲尔德大学的爆破专家会在学校的练靶场现场设置爆炸装置，炸药的成分从自制的炸弹到军用级材料不等。爆炸后，学生们收集定时装置、电线和炸弹外壳的碎片，把它们带回实验室，用质谱仪进行分析。通过确定残渣的化学成分，学生可以分辨出装在炸弹里的是什么炸药。调查者可以再用这些信息来确定武器的来源和制造者。

闪电实验室：造出自己的闪电

实验室：美国佛罗里达大学 闪电研究实验室

未来职业：抗闪电航天器设计师，电力工程师

有一群佛罗里达大学的工程学学生在研究怎样产生属于自己的闪电，他们会发射经过特殊设计的火箭，直接飞进雷雨云层中，每个火箭都拖着一根连着传感器的金属线。学生们通过观察高速录像来研究闪电的物理过程，并且将闪电引到相应的目标上进行材料试验。

贝克曼激光研究所与医疗诊所：部署一枚光子鱼雷

细胞上的“辐射区域”

实验室：美国加州大学欧文分校 贝克曼激光研究所和医疗诊所

未来职业：光学工程师，医疗设备工程师

在加州大学欧文分校维森·文努戈帕兰（Vasan Venugopalan）的实验室里，8束激光合在一起的威力比TNT要强一百万倍，而且激光束只有人的头发的十分之一粗。学生用激光来测试活细胞的极限。当细胞组织被激光照射后，文努戈帕兰说，“该过程就像核爆炸一样，你可以看到这个圈，是被辐射影响到的区域。”

在爆炸区域里的细胞立即死亡，在圆环附近的细胞缓慢死亡，而离圆环很远的细胞仅仅被临时性地改变。文努戈帕兰的学生通过研究爆炸后受伤细胞的反应，来发展新的医学和外科技术。例如，他们正在研究神经元受伤后的反应，通过这样的研究，在将来的某一天可能会有针对脊髓受伤更好的治疗方案。其他学生则研究激光对细胞通透性的影响。激光照射所产生的冲击波会对远离目标中心区域的细胞膜产生极小的且可恢复的小洞，这潜在的表明了一种新的直接药物供给机制。

里德学院：教学生如何运行核反应堆

学生站在装着250千瓦的研究型核反应堆的水池上方。图中的蓝色辉光是切连科夫辐射。

实验室：美国里德学院

未来职业：反应堆物理学家，核能工程师，医学物理学家

里德学院的研究型核反应堆是美国唯一一个可以让大学生直接观察正在运行的核反应堆的日常操作的地方。除了学习反应堆安全和相应的物理知识之外，学生们还可以建立独立的研究项目，例如辐射植物种子诱导基因突变。最近，学生们已经开始研究一种叫荧光假单胞菌的细菌，它就直接长在反应堆芯上。

创伤力学研究所：头骨之殇

这是一个人造的机械头骨，皮肤是硅胶，颅骨是聚氨酯。颅骨内有仿制的脑脊液和用粘硅胶做成的大脑，其大小形状和密度都仿照真人做成的。

实验室：美国内布拉斯加林肯大学 创伤力学研究所

未来职业：头盔或防弹衣设计师

在那些从伊拉克或者阿富汗回来的美国受伤士兵中，至少有五分之一有外伤性脑损伤，大多是由简单爆炸装置所致。为了更好地了解爆炸装置所产生的冲击波是如何影响人体和大脑的，美国内布拉斯加大学那马斯·钱德拉（Namas Chandra）的实验室成员用活塞控制压缩氦模拟实际中的爆炸。

活塞以每小时1448千米的速度将气体推进122米长的管子，模仿爆炸装置所发出的冲击波。爆炸冲击活的猪，人的尸体和仿真的人头。从仿真人头读取传感器数据来量化整个运动和气压波的强度。学生通过检测动物和人体模型的神经元，来观察在爆炸过程中它们是怎样反应的。学生们也会分析以每秒50万帧拍摄的实验视频。

钱德拉说他的工作将会帮助设计者改善头盔的设计，更好地抵挡简单爆炸装置，目前的一些保护做得并不是很到位。

等离子物理实验室：制造微型太阳

等离子物理短训班

实验室：美国普林斯顿大学 等离子物理实验室

未来职业：等离子物理学家，核聚变科学家，机械工程师

每年夏天，全美会有45名主修物理和工程专业的学生聚集在普林斯顿，参加一个等离子物理的短训班。等离子体（Plasma）是一种自由电子和带电离子为主要成分的物质形态，广泛存在于宇宙中。学生使用实验室的等离子制造机器来直接学习等离子体。他们还学习磁场的运作原理，例如太阳风的产生原理。在升了一级之后，学生们会操作国家球形环实验（NSTX），这是一个物理学家用来研究核聚变的设备。该设备会加热等离子体到1亿度，直到原子融合在一起放出能量。此过程和太阳发光发热是同一原理，将来可能会成为一种清洁能源。

推进研究中心：建造更好的火箭

实验室：美国阿拉巴马大学亨茨维尔分校 推进研究中心

未来职业：火箭科学家，航空器设计师，导弹系统工程师

这个推进研究中心位于美国国家航空航天局的马歇尔航天飞行中心附近，自1991年启动以来，一直是一些世界顶级火箭科学家的试验场。除了让火箭发射有效载荷到轨道上，临时主管罗伯特•弗雷德里克说，学生们不久将开始操作新的核动力推进系统，可以使航天器几周之内就到达火星，而不是以往的几个月。

爆破工程实验室：展现完美爆破

实验室：密苏里科技大学 爆破工程部门

未来职业：拆除专家，炸药制造商，军火制造商

去年夏天，美国密苏里科技大学矿业部门的学生帮助建造了一个新的工程实验室，他们在一座山上炸开了约1394平方米来为施工清理场地。学生还会跟着爆破工程的硕士学习拆除、采矿和烟火制造的细节。

冲击压缩实验室：星球大碰撞

实验室：哈佛大学 冲击压缩实验室

未来职业：机械工程师，地球物理学家

哈佛大学的萨拉·斯图尔特（Sarah Stewart）实验室最有特色的东西就是这个亮蓝色的爆炸装置，她和两个大学生助理模仿一些宇宙中的最大的爆炸：天体的碰撞。这个爆炸装置直径有40毫米，是个单级气枪，能把0.11千克的炮弹以每小时9656千米的速度发射出去，接近声音传播速度的8倍，其目标是模拟的小行星，行星和月球。冲击波的波形和冲击能量都被嵌入到目标里的一系列传感器和应变计记录下来，帮助解释了当大质量物体碰撞时都发生了什么。这会帮助科学家理解像月球一样的物体是怎样形成的。

在实验室里，学生要帮助建造目标，模仿小行星的磁性岩石，或者形成那种并和岩石按完美比例混合的材料来替代木星最大的行星的表面。他们也帮助分析冲击波的形状和冲击碎片的速度。有一件事他们不能做的就是启动发射装置。“我们有专门的技术人员来启动装置，” 斯图尔特说道，“但是如果学生在这里待的时间够长，或许会得到这种特权。”

国土安全部基地：把爆炸消灭在萌芽状态

实验室：美国罗德岛大学 国土安全部爆破、应对和缓解基地

未来职业：FBI爆破专家，政府国防承包商

对于罗德岛大学含能材料实验室的学生来说，汽车炸弹、简易爆炸装置和土制管式炸弹就像木匠手中的锤子一样稀松平常。这间实验室由化学家吉米·奥克斯利（Jimmie Oxley）开设，并且被国土安全局高度支持，提供全美国种类最多的爆破课程。在这里学习的学生会工作在对抗犯罪和恐怖分子的前线上。

学生在实验室制造炸药，然后带着它们去离学校30分钟车程的891公顷的练靶场。在那里，他们测试新的检测方法，然后引爆装置，研究在爆炸过程中和爆炸之后都会发生些什么。他们也会分析构成炸弹的化学物质，比如过氧化氢，也测试那些会减少或消除引爆器功用的化学添加剂。他们偶尔也会基于法医学的观点，帮助奥克斯利为一些电视节目提供建议。

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