Nové zariadenie posúva hranice fyziky na nový level.
Centrifúga CHIEF1300. Zdroj: Xinhua News/Huang Zongzhi
V čínskom meste Chang-čou bola uvedená do prevádzky centrifúga CHIEF1300, najväčšia svojho druhu na svete. Zariadenie dokáže vyvinúť až 300-násobok zemskej gravitácie a unesie záťaž s hmotnosťou neuveriteľných 22 ton.
Stroj je súčasťou budovaného vedeckého komplexu Centrifugálneho zariadenia pre hypergravitáciu a interdisciplinárne experimenty (Centrifugal Hypergravity and Interdisciplinary Experiment Facility – CHIEF), ktorý má pomôcť s výskumom ťažby hlbinných zdrojov, predpovedaním katastrof, ukladaním odpadu do podzemia či testovaním nových materiálov. Po dokončení sa stane jedným z najpokročilejších centier výskumu hypergravitácie na svete.
Podľa vedcov funguje centrifúga ako tzv. časopriestorový kompresor. Vďaka simulácii hypergravitácie je možné urýchliť procesy, ktoré by v reálnom svete trvali desiatky až stovky rokov. Pilotné testy už priniesli poznatky o vplyve cunami na morské dno, seizmickej odolnosti priehrad či bezpečnosti ťažby hydrátov metánu. Väčšie a ešte výkonnejšie centrifúgy CHIEF1500 a CHIEF1900 sú v procese vývoja.
Rekordná hypergravitácia
Hypergravitácia je omnoho silnejšia než gravitácia, akú bežne pociťujeme na Zemi. Uveďme si príklad. Horská dráha dokáže človeka na okamih vystaviť sile asi 2G (dvojnásobná gravitácia Zeme), astronauti zažívajú pri štarte rakety až 5G. No zariadenie CHIEF je navrhnuté tak, aby zvládlo zrýchlenia až 1 500G, čo je dávno za hranicou, ktorú by ľudské telo vôbec vydržalo.
„V prostredí hypergravitácie môžu vedci napodobniť skutočné prírodné katastrofy, geologický vývoj či extrémne podmienky, a to v malých laboratórnych modeloch a v omnoho kratšom čase,“ vysvetľuje Čen Junmin, hlavný vedec zariadenia Zhejiang University.
V takýchto extrémnych podmienkach funguje odstredivka ako stroj na zrýchlenie času a zmenšenie mierky. Napríklad pri sile 100G predstavuje trojstopový model (asi meter) skutočnú konštrukciu vysokú viac než 100 metrov. A proces, ktorý by v prírode trval celé generácie, dokáže zariadenie nasimulovať za tri a pol dňa.
Pohľad do útrob odstredivky
CHIEF1300 sa nachádza v podzemnej komore s rozlohou približne 230 štvorcových metrov. Vo vákuu a so zabudovaným chladením v stenách komory sa otáča 6,5 metra dlhé rameno, ktoré dokáže nabrať neuveriteľnú rýchlosť a vyvinúť obrovskú silu. Platí tu jednoduché pravidlo – čím rýchlejšie sa rameno točí, tým vzniká väčšie zrýchlenie.
Pozrite si
„Zariadenie CHIEF1300 je umiestnené pod úrovňou zeme a je vybavené systémom vákua a chladenia stien, aby sa znížil odpor vzduchu a aby sa predišlo prehrievaniu stroja,“ vysvetľuje Ling Daošeng, hlavný inžinier projektu.
V podzemí je tiež centrifúga menej vystavená šumu a vibráciám, ktoré by mohli ovplyvniť experimenty.
Čína predstavila najsilnejšiu odstredivku na svete, ktorá vytvára mimoriadne intenzívnu gravitáciu. Zdroj: Youtube/CCTV Video News Agency
Spolupráca naprieč kontinentmi
Na CHIEF1300 už prebehli pilotné experimenty, ktoré priniesli pozoruhodné výsledky. V jednom z nich simulovali silné zemetrasenie a jeho vplyv na základy hydroelektrárne. V ďalších skúmali, ako vlny s výškou štyri metre a vlny cunami s výškou dvadsať metrov ničia morské dno alebo ako tlak vody v hĺbke 2 000 metrov ovplyvňuje bezpečnosť ťažby hydrátu metánu. Hypergravitáciu použili aj na vytvorenie zliatin s menším počtom defektov a vyššou pevnosťou, čím otvorili dvere vývoju nových aplikácií, napríklad v letectve alebo kozmonautike.
Vizualizácia centra pre výskum hypergravitácie. Kredit: Xinhua News/Huang Zongzhi
Profesor Čen Junmin zdôraznil, že CHIEF bude slúžiť nielen Číne, ale i globálnej výskumnej komunite. „Zariadenie bude fungovať ako otvorené spoločné centrum pre hraničné vedy. Teším sa na spoluprácu s poprednými svetovými výskumnými skupinami s cieľom urýchliť objavy a podporiť inovácie,“ doplnil na záver.
Zdroj: Interesting Engineering
(RR)
