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拆下一台洗衣机的甩干桶,把它放大100倍,然后换上一台更猛的电机。
恭喜你,你发明了一台“时空压缩机”!
在它的世界里,万物运行的速度比外面快了成百上千倍。而这台机器,并不是科幻电影里的道具,而是刚刚在杭州正式启动的“国之重器”——超重力离心模拟与实验装置(CHIEF)。
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01 为什么要造一个比地球更“狠”的世界?
我们平时生活在 1 倍地球重力(1g)下,站立、走路、盖房子、修大坝,一切物理法则都以此为默认前提。
但科学家们想知道:如果你把重力调到 10 倍、100 倍、甚至 1000 倍,世界会发生什么?
这就是超重力离心机的核心逻辑:造一个比地球狠得多的“重力世界”。
在杭州的这个地下空间里,这台巨型离心机的钢铁转臂长达 6.4 米,末端挂着巨大的实验吊篮。一旦它开始高速“自转”,产生的离心加速度将轻松碾压自然重力。太阳表面的重力是地球的 28 倍,而这台机器的极限,是常重力的 1500 倍。
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正如首席科学家、中科院院士陈云敏所说:“超重力的世界非常精彩。”因为在那种极端环境下,物质的物理特性会发生惊人的质变。
02 全球最强“天平”:CHIEF 1300 到底有多猛?
这次率先启动的首台主机叫 CHIEF 1300。
它的容量是 1300 g·t(重力加速度·吨),目前稳坐全球第一的宝座。你可能对这个单位没概念,简单换算一下:
- 如果你装 1 吨的载荷,它能把它转出 1300 倍重力;
- 如果你装 10 吨的模型,它依然能维持 130 倍重力。
这意味着,它可以给极大、极重的东西,施加极其恐怖的压力。但这还只是“开胃菜”。
根据规划,这个国家重大科技基础设施一共包含三台主机。除了已经启动的这台,容量更大的 CHIEF 1500 和更狂暴的 CHIEF 1900 正在紧锣密鼓地安装中。这不仅仅是数字的堆砌,更是中国在地质灾害、深海深地开发领域掌握“主动权”的底气。
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03 “时空压缩”:给科学研究加个“快进键”
这台装置真正让人着迷的地方,在于四个字:时空压缩。
在地球上,很多事情发生得很慢:土壤沉降、边坡缓慢滑移、地下污染物一点点扩散、海床被海浪经年累月地掏空……这些本质上都是物质在重力作用下的移动。
当你把重力放大 100 倍,尺度和时间就会奇迹般地“缩尺”:
- 空间压缩:100 米高的真实大坝,在 100 倍超重力下,只需要做一个 1 米高的微缩模型,就能复现同样的应力状态。
- 时间压缩:现实世界里需要 100 年才能跑完的污染物迁移过程,在离心机里,只需要 3.65 天 就能看到结果。
这不是计算机模拟,而是物理世界真实发生的一遍,只是被我们按下了“快进键”。
04 六座实验舱:从万米深海到地心探索
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为了充分压榨这种“时空压缩”效应,科学家为它配备了 6 座实验舱 和 18 台机载装置。它们就像是 6 个不同的异世界:
- 边坡与高坝舱:不用再等 50 年去观察水电站的稳定性,在这里,我们可以把强震和超重力一起拉满,让大坝在实验室里先“塌”一遍,从而找到预防的答案。
- 深海工程舱:在 2000 米深海下开采可燃冰,海床会失稳吗?离心机可以叠加高压和温控,提前帮你排除风险。
- 深地工程与环境舱:研究废弃物在地下深处的长期处置,确保万无一失。
- 材料制备舱:这甚至是工业迷的福利。在超重力下熔炼金属,杂质更容易被甩出,晶体生长更均匀。我们高铁用的高强度接触网导线,就是通过这种方式减少了缺陷。
要让这根 6.4 米长的巨臂带着 1300 吨级的负荷狂奔,本身就是人类工程的极限挑战。
由于旋转时末端时速极高,转臂会和空气产生剧烈的摩擦。如果没有特殊设计,光是发热就能把机器烧毁。
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工程师为此设计了两大“黑科技”:
- 低气压机室:占地 230 平方米的主机室被设计成了“真空房”,抽走绝大部分空气,让转臂在低阻力下“轻装上阵”。
- 液冷壁技术:机室墙壁里布满了密密麻麻的冷却管道。这就像给整个房间装了一套超级“水冷系统”,实时带走热量,确保内部精密仪器在长达数千小时的运转中,冷静如初。
这个位于杭州的巨大离心机,不是为了旋转而旋转。
它是中国科学家的“上帝视角”,是工程建设的“预言之镜”。它每一次高速的旋转,都是在帮我们将未知的风险留在实验室,把确定的答案交给中国工程。
从此,那些动辄百年的演变,不再需要一代代人去苦等。
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