Çin, tonlarca ağırlığa sahip numuneleri son derece yüksek yoğunluklarda döndürebilen devasa yeni bir santrifüj sistemiyle hiperyerçekimi araştırmalarında dünya rekorunu kırmaya hazırlanıyor.
CHIEF1900 adı verilen düzenek, Shanghai Electric Nuclear Power Group tarafından inşa edildi ve kurulum çalışmaları için 22 Aralık tarihinde Çin’in doğusundaki Zhejiang Üniversitesi’ne sevk edildi. Üniversite, sistem devreye alındığında baraj çökmeleri ile depremler gibi felaket senaryolarını laboratuvar ortamında yeniden canlandırarak, büyük ölçekli fiziksel süreçleri çok daha kısa zaman ve dar alanlarda incelemeyi mümkün kılacağını duyurdu.
Yerçekimi ivmesi (g) ile numune kütlesinin ton cinsinden çarpımını ifade eden 1.900 g·ton kapasiteye sahip CHIEF1900, bilimsel araştırmalar için şimdiye kadar üretilmiş en güçlü santrifüj olma özelliğini taşıyor. Sistem, Eylül ayında faaliyete geçen ve 1.300 g·ton kapasitesiyle önceki dünya rekorunu elinde bulunduran CHIEF1300 modelini geride bırakıyor.
Her iki makine de titreşimi en aza indirerek istikrarlı çalışmayı sağlamak amacıyla; üniversite kampüsünün 15 metre altına inşa edilen Santrifüj Hiperyerçekimi ve Disiplinlerarası Deney Tesisi’nin (CHIEF) ana bileşenleri olarak görev yapacak.
CHIEF1300, ABD Ordusu Mühendisler Birliği tarafından Mississippi’nin Vicksburg kentinde işletilen ve yaklaşık 1.200 g·ton kapasiteye sahip eski rekor sahibini geride bırakmıştı. Karşılaştırma yapmak gerekirse standart bir çamaşır makinesinin sıkma döngüsünde ürettiği kuvvet, genellikle 2 g·ton seviyesini nadiren aşabiliyor.
2021 yılında 2 milyar yuanlık (yaklaşık 285 milyon dolar) bütçeyle onaylanan CHIEF kompleksi, Çin’in ileri araştırma altyapısını genişletme ve uluslararası bilimsel iş birliğini teşvik etme stratejisinin önemli bir parçasını oluşturuyor. Tesis, hem yurt içinden hem de yurt dışından üniversitelerin, araştırma enstitülerinin ve sanayi paydaşlarının kullanımına açık olacak.
Yeryüzündeki tüm nesneler, yerçekimi ve dönme hareketinin yarattığı merkezkaç kuvvetine maruz kalıyor. Yerçekiminden yüzlerce hatta binlerce kat daha güçlü kuvvetler üretebilen CHIEF gibi sistemler, fiziksel ölçekleri ve zaman dilimlerini laboratuvar koşullarına indirerek, normalde onlarca yıl sürecek ya da kilometrelerce alana yayılacak doğa olaylarının kontrollü biçimde incelenmesini sağlıyor.
Örneğin, 300 metre yüksekliğindeki bir barajın yapısal dayanıklılığını test etmek isteyen araştırmacılar, barajın 3 metrelik bir modelini hazırlayıp sistemi 100g kuvvetinde döndürebiliyor. Bu yöntem, gerçek dünyadaki tam ölçekli barajın maruz kalacağı fiziksel stres koşullarını birebir yansıtıyor.
Hiperyerçekimi deneyleri aynı zamanda; yüksek hızlı tren raylarının zeminle etkileşimi ya da kirleticilerin toprak altında binlerce yıl süren hareketleri gibi gerçek zamanlı olarak gözlemlenmesi neredeyse imkansız süreçler hakkında kritik veriler sunuyor.
Zhejiang Üniversitesi, Eylül ayındaki açıklamasında, bu ölçekte bir santrifüj inşa etmenin mühendislik sınırlarını daha önce ulaşılmamış noktalara taşıdığını vurguladı. Aşırı dönüş hızları, uzun mekanik kollar ve zorlu çalışma koşulları nedeniyle pek çok bileşenin sıfırdan tasarlanması gerekti.
Üniversite, inşaat mühendisliği, otomasyon, termodinamik ve çevre bilimleri alanlarından uzmanları bir araya getirerek çok disiplinli bir ekip oluşturdu. Isı birikimi sürecin önündeki en büyük teknik zorluklardan biri oldu; zira yüksek hızlarda ortaya çıkan yoğun ısı, sistem kararlılığını tehdit ediyordu. Mühendisler, vakum pompalama, buzul soğutucu akışkanlar ve basınçlı hava dolaşımını bir araya getiren, dünyada şimdiye kadar kullanılan en geniş flanş çapına sahip vakum tabanlı özel bir sıcaklık kontrol sistemi geliştirdi.
Projenin baş bilim insanı Profesör Chen Yunmin, hedeflerini şu sözlerle özetledi:
“Normal ya da aşırı sıcaklık ve basınç koşulları altında milisaniyelerden on binlerce yıla, atomik ölçeklerden kilometre ölçeklerine kadar uzanan deneysel ortamlar yaratmayı amaçlıyoruz.”
Tek bir deney kapsamında CHIEF, kilometrelerce genişlikteki zemin deformasyonlarını canlandırabiliyor, uzun vadeli kirletici hareketlerini simüle edebiliyor ve binlerce yeni malzeme örneğinin aynı anda test edilmesine olanak tanıyor.
Profesör Chen, sistemin sunduğu potansiyeli “Tamamen yeni fiziksel olguları ve teorileri keşfetme imkanı sağlıyor.” sözleriyle değerlendirdi.
Kaynak: https://www.scmp.com/news/china/science/article/3338193/china-builds-record-breaking-hypergravity-machine-compress-space-and-time
