地球上的萬物都受到重力的作用，物體在地球上所受的重力場為常重力場，重力加速度約為9.8m/s2，超過這個數值稱之為超重力場。例如，木星超重力場是地球常重力場的2.33倍。超重力具有「時空壓縮、能量強化」和加速相分離三種基本科學效應，可以帶給人們更多觀察世界、理解世界的視角和方法。
如果重力場強度發生變化，會產生很多神奇的效應。舉個例子，科學家想知道100米高大壩的失穩性狀，只需要造一米高的模型，加上100倍重力加速度的超重力，就能模擬實際失穩的效果。
其次，超重力場增大了不同物質之間相對運動的驅動力，從而產生縮時作用。比如超重力場下的爆氣試驗，增大了氣泡的運動速度，加速了相分離。
「超重力離心模擬和實驗裝置」總體科學技術方案
超重力離心機是一種革命性的工程工具，能夠利用超重力的神奇效應——壓縮時空，並加速不同密度物質之間的相對運動。這樣就可以在有限的時空內，以人為手段重現廣袤大自然在漫長時光中發生的巨變，顯著提升和拓展了人類科學研究的能力。
1931年美國哥倫比亞大學率先建成超重力離心機以來，世界上許多發達國家和高水平研究機構競相投入建設超重力實驗裝置。目前世界上容量最大的美國陸軍工程師兵團離心機容量已達1200重力加速度•噸，而我國正在運行的超重力離心機最大容量為500重力加速度•噸。「超重力離心模擬與實驗裝置」建成後，離心機容量超過1500重力加速度•噸，最大離心速度達1500倍重力加速度，最大負載超過30噸，將成為全世界容量最大、應用範圍最廣的綜合超重力多學科實驗平臺。
隨著我國經濟高速發展，千米尺度巖土體災變、300米級高壩潰壩、核素地下萬年曆時遷移、深地深海工程災變、百公裡級地質構造演變、材料高通量製備等國家戰略性領域的關鍵問題研究，對高離心加速度、高負載的超大容量離心機提出了迫切需求。
建設高離心加速度、高負荷的超重力離心模擬與實驗裝置，將填補我國超大容量超重力實驗裝置的空白。
它的科學目標是：全過程觀測超重力環境下巖土體、地球深部物質、合金熔體等多相介質的物質運動；揭示巖土體大時空演變與成災、地質過程演變與成巖成礦、合金熔體超重力凝固的機制，為重大基礎設施建設、深地深海資源開發、高性能材料研發等提供基礎支撐。
「超重力離心模擬與實驗裝置」部分裝置效果圖
「超重力離心模擬與實驗裝置」主體部分由兩臺離心機和六座超重力實驗艙構成，分別開展邊坡與高壩、巖土地震工程、深海工程、深地工程與環境、地質過程、材料製備等6個領域的科學研究。搭載的20個實驗裝置中，有6個為世界首創。
浙江大學超重力研究中心持續開展了十餘年的超重力科學與實驗研究，建成了容量400重力加速度·噸的超重力離心機ZJU400及系列機載實驗裝置，形成了一支高水平的超重力科學研究和實驗技術隊伍。
超重力科學研究和實驗技術團隊部分成員
據該項目首席科學家、中國科學院院士陳雲敏教授介紹：「『超重力離心模擬與實驗裝置』將是一個多學科交叉綜合體系，建成後可為深海深地資源開發、防災減災、廢棄物地下處置、新材料製備等領域的研究提供基礎條件支撐。」
陳雲敏院士
「超重力離心模擬與實驗裝置」涉及到土木工程、水利海洋工程、地球科學、機械工程力學、材料科學與工程、環境科學與工程等多個學科。
據悉，項目選址在杭州未來科技城，與浙江大學紫金港校區直線距離8公裡，建設周期為5年。合作單位包括中國科學院物理研究所、中國工程物理研究院總體工程研究所等。
項目建成後將秉持「開放共享」原則，實行實驗機時共享、數據共享、超重力知識和技術共享。陳雲敏介紹，設施建成後，大部分機時數將用於基礎研究用戶，部分用於企業用戶，少數用於國際用戶，如美國伊利諾伊大學厄巴納—香檳校區的高鐵路基移動荷載效應研究，其餘用於浙江大學的各學科用戶。項目還將開展國際平行試驗，發布超重力基準試驗，共享重大工程超重力試驗數據，並創建多學科科普平臺，面向社會公眾開放和提供技術培訓。
本文內容整合自新華網《我國超重力離心模擬與實驗裝置啟動建設》（記者朱涵），錢江晚報《浙大將牽頭建設超重力離心模擬與實驗裝置國家重大科技基礎設施》（記者 章咪佳），浙江在線《深度丨浙江首個國家重大科技基礎設施為我們帶來什麼》（記者 曾福泉 曾楊希），求是風採微信號《浙大牽頭建設我國首個超重力重大科技基礎設施》（記者 涵冰 古越），求是新聞網《浙江大學將牽頭建設浙江省首個國家重大科技基礎設施》（記者 馬宇丹）
文字整合與編輯：施樂媛
新聞轉載自浙江大學官方微信公眾號