В нескольких минутах езды от центра Цюриха располагается очень интересный объект – научно-исследовательская лаборатория IBM, размещённая глубоко под землей, в скальных породах. Это одна из самых высокотехнологичных лабораторий мира, которая, к тому же, является самым тихим в мире местом. Здесь нет вибрации, зато есть защита от электромагнитного излучения. А еще здесь прохладно и тихо.
Когда вы собираетесь проводить эксперименты на атомном уровне — например, взять отдельный атом и переместить его на другой конец молекулы, в таком эксперименте требуется использовать невероятно точное оборудование. Правда, использовать такое оборудование не получится без соответствующего высокотехнологичного окружения. Кроме того, при проведении экспериментов на субатомном уровне нужна уверенность в том, что внешние факторы не помешают работе. К примеру, малейшая вибрация может привести к тому, что снимок молекулы будет испорчен — на нем ничего нельзя будет разобрать. Плюс ко всему, нужна определенная температура.
Идеальным решением является создание бункера глубоко под землей, причем каждая деталь проекта по созданию такого бункера будет отвечать главной задаче — изолировать помещение от внешнего мира. Именно это корпорация IBM и сделала в 2011 году, открыв Центр нанотехнологий имени Биннига и Рорера (Binnig and Rohrer Nanotechnology Center).
Создание центра обошлось компании примерно в $90 млн, в эту сумму вошло и оборудование ценой в $30 млн.
Тихая гавань для оборудования
Под лабораторией, на большой глубине находятся шесть тихих помещений — или, если быть точнее, помещений, где практически нет звуков. Здесь, как и говорилось выше, нет вибраций и нет электромагнитного излучения, проникающего извне. Каждое помещение используется для проведения определенного типа работ. Например, в одном помещении, с Рамановским микроскопом, снимают «отпечатки пальцев» с молекул. В другом — используют пучки электронов вместо видимого излучения для получения изображений объектов размером всего 0,09 нм.
Вибраций здесь нет благодаря большой глубине расположения комнат, плюс помещения вырезаны в скальной породе. Стены всех комнат покрыты железоникелевым сплавом, блокирующем практически все электромагнитные поля, включая и те, что генерируются оборудованием соседних комнат. Каждая комната разделяется на две части: небольшое помещение, в котором располагается экспериментатор, и остальная часть с оборудованием. Человек является источником тепловой энергии, шума и вибраций, поэтому его нужно держать в изоляции от оборудования.
Для того, чтобы еще сильнее изолировать человека, в каждом помещении два пола — один подвесной, по которому ходит человек. А другой — обычный, на нем располагается оборудование. Что касается второго — то это, собственно, и не пол. Это гигантская бетонная плита весом в 68 тонн, которая располагается на воздушной прослойке. Любые вибрации нивелируются этой прослойкой.
И это еще не все. Для снижения влияния акустического воздействия стены покрыты специальным материалом, акустическим абсорбентом. Более того, если в эксперименте используется более-менее шумное оборудование (вакуумные помпы, например), их располагают отдельно от остального оборудования.
Все помещения освещаются светодиодами, работающими на постоянном токе, источник которого также расположен на расстоянии, исключающем появление электромагнитных наводок. В каждом помещении есть Кольца Гельмгольца, ориентированные таким образом, что такая система покрывает оси X,Y,Z. Это — отличный способ снизить влияние остаточных магнитных полей
Условия в помещениях
Температура здесь составляет около 21 градуса Цельсия, максимальные колебания температуры — 0,01 градус в час. Максимальные колебания в сутки — 0,03 градуса.
Электромагнитные поля от источников переменного тока — всего 3 nT, от источников постоянного тока — 20 nT.
Что касается вибрации — то оборудование, установленное на бетонной платформе, движется на 300 нм/с на 1Гц, или 10 нм/с для 100 Гц.
Больше всего проблем — от акустических волн. Несмотря на покрытие стен, на все прочие защитные меры, звуки здесь есть. Это и шум работающего научного оборудования, и легкий шум вентиляции, и некоторые другие звуки. Сила — около 30 дБ, иногда ниже, до 21 дБ, если эксперимент не очень шумный.
Ранее оборудование, установленное сейчас в указанных помещениях, работало в подвале основного помещения, на обычном бетонном полу. После того, как все приборы и оборудование поместили в скальных породах, точность работы оборудования увеличилась в 2-3 раза.
А еще раньше исследователям приходилось работать в своих лабораториях, в обычных условиях. При этом основная масса экспериментов проводилась в ночное время, когда вибрации/шумы минимальны.
Сейчас ученые очень довольны — им не приходится работать в ночную смену только потому, что днем по дорогам ездят машины, а по тротуарам шагают люди.
Автор: marks
