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世界上运行时间最长的科学实验是什么?

放大字体  缩小字体 2024-12-03 08:48  浏览次数:22

physics.ox.ac.uk/Erin McCarthy

前几天我们研究了最长的刑期,上个月69岁的落差实验终于被摄像机拍了下来,读者贾斯汀很好奇,写信问,“科学家们用了几十年或一生的时间做的最长的实验是什么?”

虽然pitch drop获得了最长时间的认可,但至少有两个项目在它之前就开始了,并一直持续到今天,但在这一过程中会有一些停顿和开始。两者中较年长的,也是多年来的总冠军,是牛津电铃,又名克拉伦登干桩。

这个钟,顾名思义,是一个保存在牛津大学克拉伦登图书馆的实验性电铃。它由伦敦的一家仪器制造公司Watkin and Hill建造,并被牛津大学的罗伯特·沃克教授购买。1840年,他让它响了。时至今日,丧钟仍在鸣响。

这个钟实际上是两个金属钟,在它们之间有一个金属拍子。这种拍板由两个“干桩”提供动力,这是早期电池的一种形式。干桩通常由金属箔条和纸张交替组成——有时有数百或数千层厚,就像电动俱乐部三明治。可以使用各种金属,但沃特金和希尔没有留下记录,说明他们的堆是由什么制成的。

科学家们急切地想知道这个神秘的电池到底能使用多久,然后打开它,看看它是由什么组成的,但整个事情有点等待游戏。无论制造商使用什么,这款设备都有一定的生命力。吉尼斯世界纪录将钟的干堆称为“世界上最耐用的电池”,173年来,除去偶尔的干扰,钟一直在响。

拍子在两个钟之间以通常的2Hz频率振荡,根据天气情况,也就是每秒两个周期。高湿度会导致拍手的动作减慢甚至停止,但当湿度下降时,钟可以在没有外部干预的情况下重新开始。当阀瓣敲击并响铃时,相应的干桩就会充电并静电排斥它。然后拍板朝着另一个钟摆动,同样的事情发生了。

因为在这个过程中只有很少的能量被释放出来,所以电池——不管它是什么——的消耗是非常小的,所以它可以一次又一次地发生,造成一个连续的环。如果我们稍微胡编乱造一下,假设这个拍子在173年的时间里一直保持2赫兹的频率,那就意味着它敲了10,911,456,000次钟声。

最终,干电池的电化学能量会耗尽,铃声就会安静下来。不过,由于不知道是什么驱动了这一装置,没人能确定何时会出现这种情况,而当拍板器或其中一个铃声失效时,寂静就会降临。不过,并不是所有人都能听到它的声音:为了防止克拉伦登图书馆(Clarendon Library)的读者因为噪音而发疯,大本钟被密封在隔音玻璃中。

运行时间第二长的实验是新西兰的一个实验钟(被称为贝弗利钟),它从1864年就开始滴答作响,不需要上发条,由大气压力和温度的变化驱动。

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