我国近日正式启用了全球最先进的超重力实验装置“离心超重力与跨学科实验装置”(CHIEF),这一突破性的设施能产生比地球重力强数千倍的超重力环境,标志着科学研究领域的一次重大跨越。作为全球最大的超重力离心机,CHIEF不仅代表了我国科技实力的跃升,更为解决复杂工程难题和前沿科学问题提供了全新平台。
CHIEF位于浙江省杭州市,是我国规划中的十大重点科研基础设施之一,总投资超过20亿元人民币。设施的建设自2018年获批以来,一直由浙江大学牵头实施,经过近三年的努力,如今终于进入试运行阶段。杭州对此表示:CHIEF的建成填补了我国在超大型超重力实验设施领域的空白,为尖端科学研究与重大工程技术开发提供了强大的支持。
这座实验装置的核心在于三台主离心机和18个实验单元,其中首台离心机已安装完毕,剩余设备正在紧张建设中。离心机形似两只巨大的手臂,能快速旋转实验舱,创造超重力环境。首台离心机的容量已超过1,200 g-t(重力加速度×吨),而整体设施完工后,其最大容量将达到1,900 g-t,超越美国超重力设施,成为全球第一。
超重力,指的是超过地球标准重力的力,例如宇航员在返回地球时会经历约4倍重力(4g)。CHIEF能够模拟更极端的重力环境,为科学家提供前所未有的实验条件。这一装置被认为是研究复杂自然现象和极端条件下材料行为的革命性工具。
CHIEF的应用范围广泛,包含六大实验舱,每个舱室针对特定领域设计:边坡与水坝工程、地震地质、深海勘探、深地研究、地质过程模拟,以及材料加工。尤其在深海工程中,CHIEF将帮助科学家研究天然气水合物的开采优化。这种清洁能源广泛分布于海底和冻土层下,通过模拟其提取过程,科学家可以减少开采风险,提升效率。
CHIEF还将在模拟地质灾害、优化材料制造工艺等领域发挥关键作用。例如通过实验再现地震和滑坡条件,工程师能够更准确地设计抗灾设施;在材料加工方面,超重力环境可催化新型材料的研发,加速工业创新。
由我国科学院院士团队对CHIEF寄予厚望,期待其解决一系列复杂物理和工程难题,为多学科研究带来突破性进展。
这一世界级设施的启动,不仅展示了我国在前沿科技领域的领导地位,也为全球科研人员提供了崭新工具。CHIEF的建成,预示着人类在探索自然极限和科学未知方面,迈出了关键一步。