【文/觀察者網(wǎng) 熊超然】11月11日，我國超重力領(lǐng)域基礎(chǔ)科研的“國之重器”取得重要進(jìn)展，杭州超重力場項目初步建成。按計劃，今年將進(jìn)入第一階段試運行。

香港《南華早報》11月17日指出，杭州超重力場項目的超重力離心模擬與實驗裝置（CHIEF），一旦全面投入使用，將提供一個擁有世界上容量最大、最先進(jìn)超重力離心機的多學(xué)科科學(xué)平臺，有助于解決多個領(lǐng)域內(nèi)的復(fù)雜工程問題。如此一來，實驗室中就可以模擬出“壓縮”時間和空間的效果，讓“一眼萬年”或者“一步千里”真正成為可能。

比如，這一超重力機器，能夠產(chǎn)生比地球表面重力大數(shù)千倍的力量，這將提高科學(xué)家對山脈上升或大壩坍塌等災(zāi)害事件的理解研究，還可模擬深海中對天然氣水合物的不同開采方法，讓這一儲量豐富、分布廣泛且燃燒清潔的能源，距離實際應(yīng)用更進(jìn)一步。

此前，世界上容量最大的是美國陸軍工程師兵團(tuán)1200g·t離心機，而領(lǐng)導(dǎo)這一項目的中國科學(xué)院院士陳云敏在開工建設(shè)之初就曾表示，中國此番建設(shè)容量1900g·t的重載超重力離心機和容量1500g·t的高速超重力離心機，不僅將把超重力離心機能力從國內(nèi)400g·t、國際最大1200g·t突破至1900g·t，還將建成應(yīng)用范圍最廣的超重力多學(xué)科開放共享實驗平臺，從而使我國在超重力及相關(guān)領(lǐng)域的研究實現(xiàn)從跟跑、并跑到領(lǐng)跑的跨越。

2024年11月7日，浙江杭州，超重力實驗大樓已進(jìn)入工程收尾階段。 視覺中國

公開資料顯示，超重力離心模擬與實驗裝置項目總投入超20億元人民幣，是“十三五”時期（2016年至2020年）優(yōu)先啟動建設(shè)的10項國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項目之一，也是在浙江省建設(shè)的首個國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項目。該項目于2018年獲得了國家發(fā)改委的批準(zhǔn)，在浙江大學(xué)科學(xué)家的監(jiān)督下，于2020年開始建設(shè)。

這套超重力實驗裝置，也是全球容量最大超重力離心模擬與實驗裝置，包含模型機、重載機、高速機等三臺超重力離心機主機以及18臺機載裝置。其中，核心裝置離心機就像是巨人用兩個手臂拎著兩個大吊籃飛速旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的超重力場會對吊籃里的物體產(chǎn)生時空壓縮的效應(yīng)，科研人員通過這個裝置可以在很短時間內(nèi)模擬出山川地貌變化。

目前，第一臺超重力離心機主機已安裝完畢，其余兩臺超重力離心機主機和10臺機載裝置已開始加工制造。按計劃，今年將完成1300g·t模型機、100g·t驗證機和數(shù)據(jù)中心的驗收，并進(jìn)入第一階段試運行。

六座超重力試驗艙“各顯神通” 資料圖

科學(xué)界將地球上的重力稱作常重力，用1g（重力加速度）來表示，大于1個g的就叫超重力。比如，當(dāng)宇航員乘坐航天器返回地球時，他們會經(jīng)歷4g的超重力，這相當(dāng)于他們體重的四倍。g·t并不是一個標(biāo)準(zhǔn)計量單位，是由重力加速度單位g和質(zhì)量單位t（噸）組合而成的非標(biāo)準(zhǔn)單位。

《南華早報》指出，超重力離心機被視為一種“革命性研究工具”，它能夠創(chuàng)造出在日常生活中不存在的極端物理條件。

中國科學(xué)院院士、浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院陳云敏是該項目首席科學(xué)家，也是這一大型科學(xué)設(shè)施項目的“背后策劃者”。在2019年浙江大學(xué)一篇詳細(xì)介紹該項目提案與設(shè)計的文章中，他曾表示，此類設(shè)施可以“壓縮”時間和空間，從而能夠?qū)υS多復(fù)雜的物理問題進(jìn)行研究，并服務(wù)于廣泛的工程目的。

陳云敏還介紹，研究巖土體和地球深部物質(zhì)的時空演變、加速物質(zhì)相分離時，超重力離心模擬與實驗裝置可以提供必不可少的實驗手段。如果在超重力離心機上搭載土體污染物遷移實驗裝置，就可以看到污染物在地下大尺度、長歷時的運移?？芍^“山中方一日，世上已千年”。

2019年6月14日，杭州，中國科學(xué)院院士、浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院教授陳云敏介紹超重力研究項目。 視覺中國

的確，超重力離心模擬與實驗裝置，是一個構(gòu)建從瞬態(tài)到萬年時間尺度、從原子級到千米級空間尺度、從常溫常壓到高溫高壓等多相介質(zhì)運動的實驗環(huán)境的大裝備。

有了它，就可以在實驗室里，模擬“一眼萬年”或者“一步千里”的時空壓縮，讓許多高難度課題研究成為可能。未來，這套裝置設(shè)計的6座超重力實驗艙，將分別開展邊坡與高壩、巖土地震工程、深海工程、深地工程與環(huán)境、地質(zhì)過程、材料制備等6個領(lǐng)域的科學(xué)研究。

例如，在深海工程中，這樣的科學(xué)探索可能會使天然氣水合物（natural gas hydrates，即可燃冰）離實際應(yīng)用更進(jìn)一步。這是一種在海底和永久凍土之下發(fā)現(xiàn)的冰凍化石燃料，由水和氣體（通常是甲烷）組成，被認(rèn)為是儲量豐富的能源，分布廣泛且燃燒清潔，是未來最有前途的替代能源之一。

參與該項目的科學(xué)家表示，超重力實驗將能夠再現(xiàn)開采過程，并模擬深海中不同的開采方法，為最佳開采方案提供重要的科學(xué)和實驗支持，并最大限度地減少未來可能發(fā)生的事故。

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