안녕 일베인들아? 오늘은 너희들을 위해 세계에서 가장 극한의 공간의 실험실을 소개하려 해

 

이곳은 죽음처럼 고요하고, 죽음보다 차갑고, 우주 탄생만큼 뜨겁기도 한 실험실들을 모아봤어

 

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1.죽음보다 고요한 '콰이어트 룸'

 

무향실험실.jpg

(1)이름 : 무향실험실

 

(2)소속 : 오필트연구소

 

(3)특징 : 가청한계 이하(-9.4dB) '침묵' 세계 기록

 

 

미국 메네소타주 미니어폴리스에 위치한 음향연구소인 '오필트연구소'의 무향실은 가장 조용한 곳이다.

 

두께 30cm짜리 콘크리트와 강철로 된 이중 벽으로 고립시킨 방을 만들고, 내부를 유리섬유로 만든 길이 1m의 쐐기 모양 흡음재로 둘러쌌다.

 

바닥에도 빼곡히 흡음재를 설치했기 때문에 진입 시에는 공중에 설치한 그물 같은 구조물을 밟고 들어가야 한다.

 

이곳에서 측정한 공식적인 소음 측정치는 -9.4dB. 우리 귀가 소리를 들을 수 있는 최저 한계인 0dB보다도 낮다.

 

오필트연구소의 기록은 2004년 1월, '기네스 세계기록'에 올랐다.

 

무향실이 고요한 것은 이곳이 소리의 무덤이기 때문이다. 흡음재가 마치 진공청소기처럼 소음을 빨아들여 제거해 버린다.

 

흡음재는 표면이 작은 방과 같은 구조로 덮여 있어 일단음파가 안에 들어가면 밖으로 나오지 못하고 내부에 갇힌다.

 

음파는 소리 에너지를 지니는데, 흡음재 내부에 갇힌 채 반사를 거듭하면 에너지를 빼앗긴다.

 

대화가 불가능하진 않지만, 반향이 없기 때문에 보통 환경보다 훨씬 작게 들린다.

 

비교

 

조용한 사무실이나 침실 : 30~40dB

 

서울대 차세대자동차연구센터의 실차 반무향실 : 18dB

 

2.가장 '예민한' 실험실

 

레이저간섭중력파관측소.jpg

 

(1)이름 : 레이저간섭중력파관측소

 

(2)소속 : MIT, 칼텍 등

 

(3)특징 : 지구상에서 가장 '예민한'실험실

 

미국의 핸포드와 루이지애나 주 리빙스톤에 위치한 레이저간섭중력파관측소는 우주의 중력파를 검출하기 위한 지구상에서 가장 예민한 실험실이다.

 

8500m^3 공간이 진공인데, 이 안을 1조 분의 1기압으로 유지하고 있으며 이는 블랙홀이 충돌하거나 중성자별이 붕괴하는 등 천체가 중력 변화를 일으

 

켜 시공간에 요동이 생겨 파장으로 전달되는 것을 감지하기 위하여 극단적인 진공 상태를 유지한다.

 

라이고는 진공 튜브 안에 두 개의 거울을 4km 떨어진 채 마주보게 세워둔 실험실인데, 이런 진공 튜브가 2개가 직각으로 만나며, 이 사이에

 

각각 레이저를 쏴 왕복시킨 뒤 양쪽의 오차를 잰다. 만약 중역파가 지나갔다면 두 개의 진공튜브 사이의 거울 거리가 미세하게 변화한다.

 

이 변화를 측정해 분석하면 중력파 여부를 알 수 있다.

 

3.죽음보다 차가운 방

 

극저온원자센터.jpg

 

(1)극저원원자센터(CUA)

 

(2)소속 : MIT, 하버드대

 

(3)절대영도에 도전하는 '차가운' 실험실

 

인공적으로 만든 가장 낮은 온도는 450pK(10^-12K)이다. 노벨물리학상 수상자인 볼프강 케테를레 미국 MIT 물리학과

 

교수팀이 달성한 온도로, 극저온 환경에서 물질이 보이는 독특한 현상을 관찰하기 위해 실험하는 과정에서 기록했다.

 

연구팀은 부분적으로 '응축'이 일어난 소듐(나트륨) 원자 기체에서 압력을 낮추고 원자를 제거해 1cm^3 공간에 포함된 원자의

 

수를 500억 개로 줄였다. 일종의 붉은 양자 기체가 만들어진 셈인데, 이 과정에서 증발냉각과 단열팽창이 일어나 온도가 낮아져 거의

 

절대온도에 가까운 온도를 얻을 수 있었다.

 

연구팀은 이렇게 만들어진 묽고 극저온 상태인 기체가 원자광확과 도량형, 분광학 등에 중요하게 이용될 거라고 설명했다.

 

비교

 

1933년 시베리아 오이미야콘 마을(기네스 세계 기록) : -68oC

 

1983년 구소련 보스토크역 : -89oC

 

중간권의 최소 기온 : -100oC

 

부머랭 성운(우주에서 관측된 가장 낮은 온도, 1500광년 떨어짐) : -272oC

 

절대온도 : -273.15oC=K

 

4.지구 자기장의 200만 배

 

펄스장실험동.jpg

 

(1)이름 : 펄스장실험동

 

(2)소속 : 미국 로스알라모스국립연구소

 

(3)특징 : 지구 자기장보다 200만 배 강한 자기장

 

연구소는 "100.75T(테슬라, 자기장의 세기 단위, 1T=10000Gauss) 를 돌파하는 데 성공했다" 라고 밝혔다.

 

실험은 쉽지 않았다. 약 8100kg에 달하는 코일 7개에 대형 발전기를 달았고 그 뒤 모두 여섯 번의 독립된 자기장 발생 실험을 했다.

 

로스알라모스연구소는 "부서지지 않게 설계한 장비로는 세계 최고 기록" 이라 말했다.

 

비교

 

지구 자기장 : 0.5Gauss

 

MRI : 1.5T~3T~7T

 

러시아연방핵센터(VNIEF)가 폭발로 일으켜 만든 자기장 : 2800T

 

5.우주 탄생의 뜨거움

 

릭.jpg

 

(1)이름 : 릭(RHIC)

 

(2)소속 : 미국 브룩헤이븐국립연구소

 

(3)특징 : 가장 뜨거운 4조oC 실험실

 

미국 에너지국 산하 브룩헤이븐국립연구소는 릭이 가장 뜨거운 온도를 기록했다고 발표했다.

 

RHIC은 금 원자핵 두 개를 총 둘레 길이가 3.8km인 고리 모양의 가속기에 넣고 서로 반대방향으로 빛의 속도로 돌렸다.

 

두 개의 금 이온은 서로 안쪽과 바깥은 번갈아 돌면서, 서로 안팎으로 위치가 바뀌는 6개 지점에서 충돌을 일으켰다.

 

이런 충돌이 순식간에 10만번 넘게 되풀이되며 가속기 안에는 부분적으로 온도가 4조oC를 넘는 곳이 생겨났다.

 

비교

 

태양의 중심부 온도 : 1571만oC

 

초신성의 중심부 온도 : 1000억oC

 

LHC : 10조oC 기록

 

1차 출처 : 과학동아 2012년 06월 호

 

편집/간략화 : 논리적추론.ilbe