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世界上-HUST-09:世界上最高的物体间引力常数G值之一「亡魂丧魄」

发布时间:2020年07月21日 20:13:39作者:未解之谜网小编所属栏目:科学探索 人已围观

简介2020年07月21日上午9点,好多谜友向小编反应,对于“HUST-09:世界上最高的物体间引力常数G值之一”还存在好多的误解,那么今天未解之谜网就为大家详细介绍一些关于HUST-09:世界上最高的物体间引力常数G值之一的相关信息。希望小编的努力能为谜友认识世界有所帮助。...

HUST-09:世界上最高的物体间引力常数G值之一

  

300多年前,牛顿发现了万有引力定律,提出了物体间引力常数G的精确计算,但由于重力很弱,作为人类已知的第一基本物理常数,G值的测量精度是到目前为止还是最糟糕的一次。  

在湖北武汉华中科技大学,有一群科学家坚持重建防空洞,在严酷的环境中忍受着难以想象的孤独和孤独。30多年来,他们一直在探索万有引力的奥秘,把万有引力常数的G值逐个推向新的测量精度。世界上最精确的G值,以赶上世界一流的基础研究。  

在发现万有引力定律100多年后,英国物理学家卡文迪什首先用扭转秤来测量G值。因此,他被认为是历史上第一位测量万有引力常数的科学家。他的实验也被称为测量地球重量的实验。从那时起,来自世界各地的科学家一直在不懈地努力测量更精确的G值。  

重力测量的难点在于实验对地面振动、电磁力、温度变化等干扰十分敏感,华中科技大学重力中心是我国唯一的重力实验研究基地。80年代初,他们在准备施工时,在余家山校区选了一个洞作为实验室,洞内黑暗潮湿,但振动小,温度恒定,是一个罕见的重力试验场。  

从那时起,由罗军带领的团队就一直在山洞里呆着。在过去的10年里,罗军除了吃饭和睡觉外,几乎所有的时间都呆在山洞里。这些年来,一半以上的头发脱落了,脸上出现白斑,甚至一个月有一两次感冒。因为洞穴里的温度一年到头都是20摄氏度,而且温差不超过1摄氏度,所以罗军一年到头只穿一件衬衫,过着自己的恒温季节。  

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十多年前,1998年,罗军发表了重力常数105ppm(1ppm,百万分之一)的相对精度测量结果,成为当时世界上最高的G值之一。国际科学技术数据委员会(CODATA)的物理常数,以华中理工大学的英文缩写HUST命名。  

基础科学研究就像攀登陡峭的悬崖,漫长而艰巨。重力实验是一项长期而艰巨的研究,从实验设备的设计、研磨,到实验数据的获取,每一步向前往往需要十几年甚至更长的时间。数十年的苦难。  

经过十年的实验和研究,罗军的团队将G值的测量精度提高到26ppm,这是用扭力平衡循环法测量的最高精度G值,实验结果再次被纳入CODATA值,命名为HUST-09。  

罗军说,这种精确度相当于放置在1米极末端的百万分之一的尘埃的重量,也可以测量。  

华中科技大学物理学院副院长杜亮成说,做这样的实验不是疯狂和固执。  

这种疯狂和固执从未停止过。在过去的十年里,罗军的团队在同一个实验室里用两种不同的方法测量了引力常数,扭秤周期法和角加速度法。给出了世界上精度最高的G值,相对不确定度优于12ppm。  

对局外人来说,这似乎是相当乏味的,但我们不认为这是因为我们研究的问题是科学的未解决的领域。团队成员杨珊青说,在未知的世界里探索是一件愉快的事情,即使你取得了一些进步。  

从罗军到周泽兵,从胡忠昆到70后的屠良成,从周明康到杨善庆,从80后的段小春,甚至到90后的博士生和硕士生,几代地心引力的人们已经能够忍受孤独并保持寒冷,所以他们简单地生下了寒台学生的基础研究。  

1985年洞穴实验室建成时,有14名预备人员,现在只剩下罗军和一名工作人员。今天,只有华中科技大学的重心从来没有中断过。  

涂亮成说:原因很清楚。实验周期很长。坚持大项目很难,而且这种基础研究一般不是热点,而是冷门。  

然而,LuoJun和他的团队认为,精确测量G值不仅对于测试牛顿的引力定律和研究引力相互作用定律,而且对于计量经济学,以及包括地震、地质学在内的自然环境监测都具有重要意义。CAL资源调查等重要战略的现实意义。  

重力常数精度的每次提高也是精密测量技术的一次革命,他们坚信解决基础科学中的难题,将促进国家科学技术的进步。  

为此,他们不仅坚持,而且提出了创新的精密测量实验方案,相继解决了关键问题。  

在重心开始准备,有三种情况:没有财政支持,没有数据可以发现,没有工具来使用。由于重力和重力测量实验研究的重要性,国外数据无法获得,并没有先例可循,F在中国。  

仪器的先进性直接决定了重力实验的数据精度,曾几何时,重心想从国外实验室购买一些卫星重力测量仪器。另一方则认为乐器不是商品,而是无价之宝。如果中国想要使用它,它必须交换它。  

如何交换也就是说,他们提供仪器,我们必须给他们原始数据。这是一个非常苛刻和不合理的要求,这意味着它可能被送交国家秘密。罗军说,在这次事件之后,重心变得更加坚定地采取独立的研究路径——独立于d。设计实验路线,自主开发测量方案,自主研发仪器设备。  

在重力实验中使用了一种特殊的钢球。每个球的圆度应该精确到1微米,要买的球的最佳精度是5到10微米。单球持续九个月,最终达到0.8微米。  

经过四次球磨,取得了很好的效果,数据稳定性很高。薛超说,这只是精密测量实验中要做的大量工作。  

G值的测量原理已经很清楚,但测量过程非常复杂和复杂,为了提高测量结果的可靠性,罗军的团队在实验中使用了两种独立的方法:扭秤循环法和扭矩sc法。角加速度反馈法。虽然这两种实验方法不再新颖,但装置的设计和与两种方法相关的许多技术细节需要由团队成员自己探索和开发。  

我们采用两种不同的方法逐步提高精密度,并自行研制了一批仪器。再过十年,我们取得了世界上最好和国际公认的最高精密度。研究小组成员杨善清教授说。  

联合天体物理实验室(JILA)前任主席詹姆斯·E·法勒教授说,该小组工作出色,为获得准确的G值作出了极其重要的贡献。LuoJun、他的团队和如此优秀的实验室是中国的骄傲。  

洞穴实验室位于武汉市洪山区虞家山下。隧道长而深,有斑驳的水泥涂层。隧道两侧都有各种仪器和设备的实验室。无论白天还是晚上,这些实验室的灯光总是在明亮的一面。如果没有光,这将是看不到尽头的黑暗。  

有人质疑:如果没有看到今天的成就,十、十年内的基础重力科学研究和探索本身就高度不确定。值得吗  

科学研究的魅力总是让科学家们难以抗拒。他们的答案几乎一致:它足以测量最精确的G值,并取得最好的科学成就。  

目前,溶洞实验室不断扩大,实验条件比以前更好。一批有理论和实践能力兼备的优秀人才正在这里成长,但是,对科研的执着和名望的无知并没有改变,科学领域的创新热情也没有改变。  

冷原子物质波干涉法具有电位灵敏度高、对重力敏感等优点,是重力精密测量的新方向。五年了,但他从未放弃过。经过12年的努力,他超越了冷原子干涉重力测量领域,一路领先。  

重力中心实验室的G测量技术可用于国民经济建设、国防科技等领域。G值测量海洋、多台高端仪器设备相继问世,在地球重力场测量和地质勘探中发挥了重要作用。  

在过去的18年中,科研团队通过应用精密测量技术,突破制约我国重力卫星研究的瓶颈,突破技术,在高精度卫星加速度计关键技术方面取得了突破。杜亮成说,将来,我们可以利用重力为地球进行核磁共振,我们可以掌握中国自己手中的矿产资源等战略信息。  

这棵树的心脏还很新鲜。在2014年,罗军院士提出了引力波探测的Lyra项目,它挑战了引力研究的前沿和世界科学研究的新高峰。  

在精密测量研究中,探索重力波是一个绝对的技术挑战。罗军说,它需要测量两颗卫星之间在17万公里处的激光微扰,才能达到像差计的精度,相当于头发直径的十分之一。  

愿意坐在长凳上,勇敢地植树。虽然这将是又一次漫长而艰苦的攀登,但是这些洞穴中的万有引力的人们坚信,不管是重力测量还是重力波勘探,基础科学必将引领一个国家的人才,技术进步,实现了前瞻性基础研究和领导原始成果的重大突破,巩固了世界上科技强国的建设,奠定了基础。  


以上就是未解之谜网小编根据谜友存在的误解在2020-07-21 20:13:39的第一时间为您介绍“HUST-09:世界上最高的物体间引力常数G值之一”全部相关内容,希望对您有所帮助。

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