9月29日，超重力离心模拟与实验装置（简称“杭州超重力场”，英文简称“CHIEF”）国家重大科技基础设施核心设备启动会在杭州举行。本次启动的首台离心机“CHIEF1300”容量为1300g·t（重力加速度·吨），是目前世界上容量最大的离心机，可谓“地表最强”。

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”，“一眼万年”。

此外，容量为1500g·t和1900g·t的两台离心机“CHIEF1500”和“CHIEF1900”计划今年完成安装，预计明年4月开展实验。

超重力离心模拟与实验装置由浙江大学牵头建设，包括三台离心机主机，以及边坡与高坝、岩土地震工程、深海工程、深地工程与环境、地质过程、材料制备等六座实验舱的18台机载装置。

超重力离心模拟与实验装置启动的首台离心机主机“CHIEF1300”

地表最强离心机启动！1300g・t 容量解锁“压缩时空”魔力

“CHIEF1300”的主机室是一间占地约230平方米的圆形地下室，位于中央的离心机就像是一个能够高速“自转”的巨型“天平”。工作时，离心机粗长的旋臂超高速运转，位于末端的机载实验舱承受着300个g的惊人加速度，舱内模拟的重力场正以“一眼万年”的速度加速物质运动变化。

这种“一眼万年”的时空压缩效应是如何达到的？这要从“超重力”说起。

科学课上学过，地球表面的重力加速度9.8 m/s²，科学家通常将此称为常重力，小于它时称为微重力，超过时称为超重力。

“超重力”一词看着深奥，离我们的日常生活却并不遥远。过山车俯冲瞬间面部肌肉被拉得下坠，飞机剧烈爬升时产生的压迫感，汽车瞬间启动产生的“推背感”……

坐过山车时人承受的最大加速度会达到常重力的２倍，航天器发射时加速度可达常重力的4至5倍，太阳上的重力场是常重力的28倍，而超重力离心模拟与实验装置离心机主机的超重力最大将达到常重力的1500倍。

超重力在科学研究中更有着突破现有认知边界的价值。

在超重力场下，物质演变会产生哪些新现象、新理论？比如，一颗5g的类地行星，它上面的自然现象将会呈现出怎样奇特的图景？例如，从高空坠落的冰雹是否对生命造成伤害？河流会如何流动？倘若存在生命，它们是否演化出比我们地球更为强壮的生理结构，比如更坚固的“花花草草”？还能否演化出恐龙这样的大型陆生动物？此外，若将地球生物如细菌、水稻、斑马鱼和小鼠置于此种超重力环境，它们将经历怎样的适应过程，又将产生哪些特别的变异呢？这是一个神秘却又引人入胜的未知世界，正等待探索。

同时，防灾减灾、能源开发、环境保护、城市建设等诸多国家战略需求面临着重大挑战，与之相关研究内容几乎都具有大尺度、长历时、复杂因素相互作用等特征，很难在实验室中复现。

超重力离心机正是通过高速旋转产生的离心力，模拟出百倍、千倍于地球重力的“人造重力场”。

“一眼万年”怎么实现？超重力撑起多领域科研突破

极端重力条件下，会产生一些神奇的效应，科学家们可以完成很多在常重力环境中难以完成的实验。

比如，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层楼对地基的影响效果。

又如，在超重力离心机上搭载土体污染物迁移实验装置，就可以模拟污染物在地下大尺度、长历时的运移，100年的污染物迁移过程可以“缩时”至3.65天。

得益于极端重力条件下产生的缩尺效应、缩时效应、能量强化效应，能够使得研究人员探寻岩土体崩塌、地质演化、材料强度、行星形成等一系列物质规律。基于超重力环境的实验装置是重大工程防灾减灾、深地深海资源开发、地下空间利用、新材料研制和地质过程研究等领域重要的科研利器。

“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物质运动的实验环境。”CHIEF首席科学家、中国科学院院士、浙江大学教授陈云敏介绍，CHIEF能够在单次实验中再现岩土体千米尺度演变与灾变、污染物万年历时迁移及获取千种材料成分，进而发现新现象、新理论。

CHIEF目前共有18套自主研制的能够再现多物理场极端环境的机载实验装置，其中6台国际首创，12台达国际领先水平，全面支撑起多学科交叉研究。

CHIEF和其他国家大科学装置相比，最突出的特征是“动中有动”：在高速运转的离心机上进行动态变化，多因素作用的实验。陈云敏院士将它比作“让孙悟空在离心机里翻跟斗。”

“希望国内外的有想法的人都可以到这来探索，打造成为一个全球超重力实验、科学探索、技术创新的高地。”陈云敏说。