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在浙江杭州城西科创大走廊腹地距地面15米的地下大厅内,一台粗长的旋臂缓缓启动,逐渐提速。末端的实验舱内,300个g(常重力)的惊人加速度正让物质的运动以一眼万年的速度展开。伴随轰鸣声传来,浙江省首个国家大科学装置——超重力离心模拟与实验装置(以下简称CHIEF)核心设备近日正式启动。
由浙江大学牵头建设的CHIEF被《物理世界》杂志评价为全世界能力最强的离心机。如今率先开机运行的CHIEF1300容量达到1300g·t(重力加速度·吨),刷新了全球纪录。
什么是超重力?过山车俯冲时的失重与眩晕、飞机爬升时胸口的压迫感,都是人们日常可感知的超重力体验。但在CHIEF实验舱中,研究人员可以把这种体验成百上千倍放大,用于模拟现实中无法直接观测的极端过程。我们希望通过离心加速度和负载的调控,构建从瞬态到万年、从原子级到千米级、从常温常压到高温高压的多相介质运动实验环境。CHIEF首席科学家、中国科学院院士、浙江大学教授陈云敏介绍,这一装置能够让地质演化、滑坡塌陷、深海能源开采、新材料凝固等场景在实验室里加速呈现。
作为承前启后的模型机,CHIEF1300实现了从150g到300g的最大加速度跃升,旋转半径从4.5米增加到6米,容量更是从400g·t提升到1300g·t。总工程师凌道盛介绍,团队为此创造性地提出了上下两端支撑、三导液压轴承的结构体系,并自主研发了全球最大法兰直径的真空温控系统,以解决高速运转下巨量热量散除的难题。CHIEF1300配备了不平衡力动态调节系统,可以在实验过程中自动补偿,保证高速旋转时的稳定性。他说,这为未来开展更复杂的动态实验奠定了基础。
CHIEF不仅是科学探索的工具,更是国家战略需求的支撑。防灾减灾、能源开发、城市建设、材料创新……这些急需突破的领域都能在超重力场中找到研究路径。教育部在加快CHIEF建设的同时,已发函支持组建国家超重力场科学中心(筹)。浙江大学也成立了超重力科学与技术研究院,汇聚多学科力量,共同推动交叉研究。《物理世界》评论称,CHIEF的建设使我国在超重力科学领域一步跨入世界前列。





