شبیهسازی زلزله و شکستهشدن سد با ابرماشین جدید چینیها
شبیهسازی زلزله و شکستهشدن سد با ابرماشین جدید چینیها
چین با یک سانتریفیوژ غولپیکر جدید که میتواند نمونههای چند تنی را با شدتی بیرقیب بچرخاند، آمادهی شکستن رکورد خود در تحقیقات ابرگرانش است.
ابرماشین چینیها که CHIEF1900 نام دارد، توسط گروه نیروی هستهای شانگهای الکتریک ساخته و در تاریخ ۱ دی (۲۲ دسامبر) برای نصب به دانشگاه ججیانگ در شرق چین ارسال شد. دستگاه مذکور پس از راهاندازی به محققان اجازه خواهد داد تا با فشردهسازی فضا و زمان، رویدادهای فاجعهباری مانند شکست سدها و زلزلهها را در محیط آزمایشگاه بازآفرینی کنند.
سانتریفیوژ CHIEF1900 با ظرفیت ۱۹۰۰ جی-تن (واحدی که شتاب گرانشی و جرم نمونه را ترکیب میکند)، به قدرتمندترین سانتریفیوژ علمی تاریخ تبدیل خواهد شد. این دستگاه از CHIEF1300 با ظرفیت ۱۳۰۰ جی-تن که در ماه سپتامبر (شهریور و مهر) راهاندازی شد و رکورد جهانی را در اختیار دارد، پیشی خواهد گرفت.
ابرماشین چین به محققان اجازه خواهد داد تا با فشردهسازی فضا و زمان، رویدادهای فاجعهباری مانند شکست سدها و زلزلهها را در محیط آزمایشگاه بازآفرینی کنند
هر دو دستگاه بخشی از «تأسیسات آزمایش میانرشتهای و ابرگرانش سانتریفیوژی» (CHIEF) هستند؛ یک آزمایشگاه ملی که در عمق ۱۵ متری زیر محوطهی دانشگاه برای به حداقل رساندن لرزش ساخته شده است. CHIEF1300 رکورددار قدیمی، یعنی دستگاه مهندسین ارتش آمریکا را از تخت سلطنت به زیر کشید.
مجموعهی CHIEF که در سال ۲۰۲۱ با بودجهی ۲ میلیارد یوان (۲۸۵ میلیون دلار) تأیید شد، بخشی از تلاش گستردهتر چین برای توسعهی زیرساختهای تحقیقاتی پیشرفته است. این مرکز برای کاربران دانشگاهی، مؤسسات تحقیقاتی و صنایع داخلی و خارجی باز خواهد بود.
دستگاههایی مانند CHIEF با تولید نیروهایی هزاران بار قویتر از گرانش زمین، میتوانند زمان و مسافت را فشرده کنند. این قابلیت، مطالعهی پدیدههایی را که در حالت عادی دههها طول میکشند، در محیط آزمایشگاه ممکن میکند.
دانشمندان برای ارزیابی پایداری سازهای یک سد ۳۰۰ متری، میتوانند مدلی سهمتری بسازند و آن را با شتاب 100g بچرخانند. این کار همان سطوح تنشی را که سد واقعی تجربه میکند، شبیهسازی خواهد کرد. آزمایشهای ابرگرانش همچنین به درک بهتر نحوهی حرکت آلایندهها در خاک طی هزاران سال کمک میکنند؛ سناریوهایی که مطالعهی آنها در لحظه تقریباً غیرممکن است.
ساخت سانتریفیوژ در چنین مقیاسی، مهندسان را وارد قلمرویی ناشناخته کرد. بهدلیل سرعت بسیار بالا، بسیاری از قطعات باید از ابتدا ساخته میشدند. گرما یکی از بزرگترین موانع بود. سانتریفیوژ در سرعتهای چرخش بالا، حرارت عظیمی تولید میکند که مهندسان برای رفع آن، یک سیستم کنترل دمای مبتنیبر خلأ را توسعه دادند.
چن یونمین، دانشمند ارشد پروژه، میگوید: «هدف ما ایجاد محیطهای آزمایشی است که مقیاسهای زمانی از میلیثانیه تا دهها هزار سال و مقیاسهای مکانی از اتمی تا کیلومتری را پوشش دهند.» این دستگاه در یک آزمایش واحد میتواند تغییر شکل زمین در مقیاس کیلومتری را بازسازی کند.
