La Cina ha compiuto un passo straordinario nel campo della ricerca sperimentale con la costruzione della CHIEF1900, una centrifuga ipergravitazionale capace di comprimere spazio e tempo, e di simulare eventi catastrofici in laboratorio, dalle frane ai crolli di dighe. In base a quanto emerso dai media, la macchina è stata realizzata dal Shanghai Electric Nuclear Power Group e consegnata alla Zhejiang University lo scorso 22 dicembre per l’installazione. Con una capacità di 1.900 g·tonne – un’unità che combina accelerazione gravitazionale e massa del campione – la CHIEF1900 diventa la centrifuga più potente mai costruita per scopi scientifici, superando la precedente CHIEF1300 da 1.300 g·tonne, che deteneva il record mondiale.
CHIEF1900: un laboratorio sotterraneo all’avanguardia
La CHIEF1900 fa parte del complesso Centrifugal Hypergravity and Interdisciplinary Experiment Facility (CHIEF), situato 15 metri sotto il campus universitario per ridurre le vibrazioni e garantire operazioni stabili. La struttura, approvata nel 2021 con un budget di 2 miliardi di yuan, è aperta a università, istituti di ricerca e industrie sia cinesi sia internazionali, e rappresenta un pilastro della strategia cinese di sviluppo di infrastrutture scientifiche di eccellenza e collaborazione globale.
La centrifuga permette di generare forze centinaia o migliaia di volte superiori alla gravità terrestre, comprimendo virtualmente il tempo e lo spazio. In pratica, fenomeni che richiederebbero decenni o si estenderebbero su chilometri possono essere riprodotti in pochi minuti o su modelli ridotti. Ad esempio, per testare la stabilità di una diga alta 300 metri, è possibile costruire un modello di tre metri e sottoporlo a 100 g, replicando le sollecitazioni reali su scala ridotta.
La CHIEF1900 consente inoltre studi complessi in ambiti diversi: dalla simulazione di terremoti e deformazioni del terreno alla verifica della resistenza di infrastrutture come binari ferroviari ad alta velocità, fino all’analisi della migrazione di inquinanti nel suolo su scala temporale di millenni. Gli esperimenti ipergravitazionali aprono la strada a scoperte su fenomeni fisici e teorici che sarebbero altrimenti impossibili da osservare direttamente.
Potenzialità senza precedenti
La costruzione di una centrifuga di tale portata ha richiesto soluzioni ingegneristiche innovative. La velocità estrema, la lunghezza delle braccia meccaniche e le condizioni operative complesse hanno imposto lo sviluppo di componenti da zero, con un team multidisciplinare che ha coinvolto esperti in ingegneria civile, automazione, termodinamica e scienze ambientali.
Uno dei principali ostacoli era la gestione del calore generato dalle elevate velocità di rotazione. Gli ingegneri hanno sviluppato un sistema di controllo della temperatura basato su vuoto, combinando pompaggio, raffreddamento a ghiaccio glaciale e ventilazione forzata per garantire stabilità durante gli esperimenti.
Chen Yunmin, scienziato capo del CHIEF e professore alla Zhejiang University, ha spiegato che l’obiettivo è creare ambienti sperimentali che coprano millisecondi fino a decine di migliaia di anni e scale atomiche fino a chilometriche, sotto condizioni normali o estreme di temperatura e pressione. In un singolo esperimento, la CHIEF1900 può simulare deformazioni del terreno su scala chilometrica, il trasporto di inquinanti a lungo termine o generare migliaia di nuovi materiali.
“Questa macchina ci dà la possibilità di scoprire fenomeni o teorie completamente nuovi”, ha dichiarato lo stesso Chen, sottolineando il potenziale rivoluzionario della tecnologia ipergravitazionale nella comprensione di processi naturali e industriali complessi.