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浙大牵头建世界最大超重力实验装置

发布时间:[2019-1-28 9:18:11]    浏览量:110次
  日前,浙江大学牵头建设的国家重大科技基础设施——超重力离心模拟与实验装置(CHIEF)项目可行性研究报告获批。这是浙江省建设的首个国家重大科技基础设施项目。
  CHIEF项目的首席科学家、浙大建筑工程学院的教授陈云敏院士表示,作为国家重大科技基础设施,CHIEF是能推动国家科学和技术发展的“国之重器”。和CHIEF同样级别的装置,还有北京正负电子对撞机、上海光源、天眼FAST射电望远镜等。“这套高科技设备具有‘压缩时空’的神奇功能,它能让研究人员‘跨越时间’,用一天模拟一千年,还能在实验室里‘跑高铁’!”
  可“压缩时空”?似乎更多应该出现在科幻作品中。其实不然,这套装置产生的“压缩时空”是以超重力来缩短实验时间。
  CHIEF项目副总工程师朱斌教授表示,地球表面的任何物体都会受到地球重力的作用,人能够站立在地面上,物体会下落,都是重力的原因。科学家们把地球上的重力叫做常重力,用1G(重力单位)来表示,大于1个G的就叫超重力。在超重力环境下,会发生一些神奇效应。因为这些神奇效应,科学家们可以完成很多在常重力环境中难以完成的实验。“举个例子,想知道100层楼高的房子对地基的影响,那么我们只需要造1层楼高的模型,将它放在100个G的超重力作用下,这时1层楼对地基的影响效果,就相当于常重力下100层楼对地基影响的效果。这就是缩尺作用。此外,超重力场中还有‘缩时’效应,科学家们可以利用这点极大地缩短实验时间。”
  想要产生一个超重力场,就需要超重力离心机,CHIEF就是这样一个超重力装置。目前,世界上离心机最大容量为1200g·t(重力加速度×吨),而CHIEF容量将会达到1900g·t。它是一个构建从瞬态到万年时间尺度、从原子级到千米级空间尺度、从常温常压到高温高压等多相介质运动的实验环境的“大家伙”。
  在CHIEF预研阶段,浙大团队就利用超重力,做出了不少成果,比如“高速铁路列车运行动力效应试验系统”。这个系统的设计是为了控制高铁在我国东南沿海深厚软土地区运行时的沉降。 怎么做实验呢?在现实中,不可能真的在东南沿海修一条轨道、造一辆高铁去研究,这需要花费巨大的金钱和时间成本。但是利用超重力环境中的缩尺、缩时等效应,便可以用一个小的模型来模拟现实中高铁的运行,来研究和验证各种方案。
  后来,这个“在实验室里跑高铁”的项目后来入选了2017年度“中国高等学校十大科技进展”。
  据了解,CHIEF项目选址杭州余杭区未来科技城,建设时间为5年,占地约89亩,总投入将超过20亿人民币。建成后,它将填补我国超大容量超重力装置的空白,成为世界领先、应用范围最广的超重力多学科综合实验平台。
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