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我國(guó)科學(xué)家歷時(shí)30年測(cè)出目前最精準(zhǔn)引力常數(shù)G
為基礎(chǔ)數(shù)學(xué)學(xué)研究和舉辦空間引力波偵測(cè)提供支撐
30日，《自然》雜志刊發(fā)了我國(guó)科學(xué)家羅俊與其團(tuán)隊(duì)檢測(cè)引力常數(shù)G的最新結(jié)果，該團(tuán)隊(duì)采用兩種不同方式檢測(cè)G值引力常量，精度均達(dá)到國(guó)際最好水平，吻合程度接近10的負(fù)5次方的水平，這一結(jié)果為確定高精度引力常數(shù)推薦值作出實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn)，將有利于提高我國(guó)在基礎(chǔ)數(shù)學(xué)學(xué)領(lǐng)域的話語(yǔ)權(quán)，也為我國(guó)舉辦空間引力波偵測(cè)計(jì)劃提供了更好的基礎(chǔ)支撐。
羅俊團(tuán)隊(duì)核心成員、華中科技學(xué)院引力中心院長(zhǎng)楊山清介紹，引力常數(shù)G是估算物體間萬(wàn)有引力的關(guān)鍵，并且目前我們并不曉得G的精確值是多少引力常量，這促使好多與之相關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)困局至今未能解決。對(duì)G值的精確檢測(cè)除了具有計(jì)量學(xué)上的意義，但是對(duì)于檢驗(yàn)牛頓萬(wàn)有引力定理及深入研究引力互相作用規(guī)律都意義重大，對(duì)于現(xiàn)實(shí)中包括水災(zāi)在內(nèi)的自然環(huán)境檢測(cè)、地質(zhì)資源勘察，以及潛艇軌道設(shè)計(jì)、潛艇導(dǎo)航性能提高等國(guó)防軍工領(lǐng)域都有重要戰(zhàn)略意義。
楊山清稱，在學(xué)界，G值的檢測(cè)原理已經(jīng)非常明晰，但檢測(cè)過(guò)程卻異常冗長(zhǎng)、復(fù)雜，一個(gè)結(jié)果的得出常常須要幾六年的摸索。在一種檢測(cè)方式中，常包含近百項(xiàng)的偏差須要評(píng)估。往年G值檢測(cè)的相對(duì)精度似乎接近10的負(fù)5次方，但互相之間的吻合程度僅達(dá)到10的負(fù)4次方的水平。由于精度問(wèn)題，好多與之相關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)困局至今未能解決。為了降低檢測(cè)結(jié)果的可靠性，羅俊團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)中同時(shí)使用了扭秤周期法和扭秤角加速度反饋法兩種獨(dú)立的技巧。這兩種實(shí)驗(yàn)方式雖已不再新奇，但與兩種方式相關(guān)的裝置設(shè)計(jì)及眾多技術(shù)細(xì)節(jié)均需團(tuán)隊(duì)成員自主研制完成。
值得關(guān)注的是，羅俊團(tuán)隊(duì)在研究過(guò)程中研制出一批高精端的儀器設(shè)備，其中好多儀器已在月球重力場(chǎng)的檢測(cè)、地質(zhì)鉆探等方面發(fā)揮重要作用，例如團(tuán)隊(duì)發(fā)展的精密扭秤技術(shù)早已成功應(yīng)用在衛(wèi)星微推動(dòng)器的微推力標(biāo)定等方面。這種儀器也為精密重力檢測(cè)國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施以及空間引力波偵測(cè)——“天琴計(jì)劃”的順利施行奠定良好的基礎(chǔ)。
“G值的檢測(cè)并非一勞永逸，須要有科學(xué)家持續(xù)為它‘保鮮’，并且對(duì)它的檢測(cè)又十分艱難，羅俊團(tuán)隊(duì)通過(guò)30年的努力，貢獻(xiàn)了目前世界上最精確的G值，中國(guó)應(yīng)當(dāng)為擁有這樣一個(gè)才能持之以恒并永遠(yuǎn)保有熱情的團(tuán)隊(duì)而驕傲！”美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所聯(lián)合的研究所JILA實(shí)驗(yàn)室前主席、美國(guó)首相科技獎(jiǎng)獲得者詹姆斯·法拉院長(zhǎng)這么評(píng)價(jià)這次羅俊團(tuán)隊(duì)取得的成績(jī)。（記者程遠(yuǎn)州）
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