浙大牵头建世界最大超重力实验装置

日前，浙江大学牵头的国家重点科技基础设施——超重力离心模拟实验装置(CHIEF)的可行性研究报告获得批准。这是浙江省第一个重大国家科技基础设施项目。

浙江大学建筑工程学院教授、首席项目首席科学家陈院士说，首席作为国家重大科技基础设施，是推动国家科技发展的“国家砝码”。同级别的设备包括北京正负电子对撞机、上海光源、天眼快速射电望远镜等。“这种高科技设备具有‘压缩时间和空间’的神奇功能。它使研究人员能够“跨越时间”，一天模拟一千年，并在实验室“运行高速列车”

“压缩时间和空间”可以吗？似乎科幻小说中应该出现更多。事实上，它不是。这个装置产生的“压缩时空”利用超重力来缩短实验时间。

首席项目副总工程师朱斌教授说，地球表面的任何物体都会受到地球引力的影响。人可以站在地上，物体会掉下来，这就是重力的原因。科学家称地球上的重力为恒定重力，用1 g(重力单位)表示，大于1g的称为超重力。在超重力环境中，会出现一些神奇的效果。由于这些神奇的效果，科学家可以完成许多在正常重力环境下难以完成的实验。“例如，如果我们想知道一栋100层的房子对地基的影响，那么我们只需要建造一个1层的模型，并把它置于100克超重力的作用下。此时，1层房屋对地基的影响相当于100层房屋在正常重力作用下对地基的影响。这是缩放的效果。此外，在超重力场中还有一种“缩短时间”的效应，科学家可以用它来大大缩短实验时间。”

要产生超重力场，你需要一台超重力离心机，而“首领”就是这样一台超重力设备。目前，世界上离心机的最大容量为1200g·t(重力加速度×吨)，而最大容量将达到1900g·t。它是一个“大家伙”，为多相介质从瞬态到10000年时间尺度、从原子级到1000米空间尺度、从常温常压到高温高压的运动构建了一个实验环境。

在首长的初步研究阶段，浙江大学团队利用超重力，取得了许多成果，如“高速铁路列车运行动态效应测试系统”。该系统设计用于控制中国东南沿海深厚软土地区高速铁路运营期间的沉降。如何做这个实验？实际上，沿着东南沿海修建一条轨道和一条高速铁路进行研究是不可能的，这需要巨大的资金和时间成本。然而，通过利用超重力环境中的尺度减小和时间减小的效果，可以使用小模型来模拟高速铁路的实际运行，以研究和验证各种方案。

后来，“实验室运行高速铁路”项目被评为2017年“中国高等学校十大科技进步”。

据了解，主要项目将位于杭州市余杭区未来科技城。占地约89亩，需要五年时间才能建成。总投资将超过20亿元人民币。建成后，将填补中国超大容量超重力装置的空白，成为世界领先、应用最广泛的超重力多学科综合实验平台。