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武汉,8月30日,《科技日报》-北京时间8月30日凌晨,《自然》杂志公布了中国科学院院士罗俊团队的最新G-检验结果。该团队30年来一直在努力工作,以迄今为止世界上最高的精度测量G值。

牛顿万有引力定律指出,导致苹果落地的力本质上与保持行星沿椭圆轨道运动的力相同。这种力在我们的生活中无处不在,从看不见的基本粒子到宇宙天体。这就是万有引力。为了计算物体之间的万有引力,我们需要知道引力常数g的大小,但是不幸的是,到目前为止我们还不知道g的确切值。万有引力常数G的精确测量不仅具有计量意义,而且对于检验牛顿万有引力定律和进一步研究引力相互作用定律也具有重要意义。

我的科学家测量了最精确的重力常数

自20世纪80年代以来,罗俊团队一直使用扭转平衡技术来精确测量重力常数G。经过十多年的努力,它在1999年获得了第一个G值,并被随后的国际科学和技术数据委员会(CODATA)采用。科学探索的步伐并没有就此停止。该团队对实验方案进行了一系列优化,对各种误差进行了更深入的研究,并在2009年发布了新的结果,相对精度为26ppm。该结果是当时扭转平衡循环法获得的最高精度的G值,并在随后几年被CODATA命名为HUST-09。现在,罗俊团队再次制造了一个重磅炸弹,用两种不同的方法测量G,给出了目前世界上最高精度的G值。相对不确定性优于12ppm,因此可以赶上世界最高水平。

我的科学家测量了最精确的重力常数

据专家介绍,G值的测量原理早就非常明确,但测量过程极其复杂。在一种测量方法中,通常有近100项误差需要评估。在本实验中,为了提高测量结果的可靠性,实验组同时使用了两种独立的方法,即扭转平衡周期法和扭转平衡角加速度反馈法。虽然这两种实验方法已经不再新颖,但是设备设计和许多与这两种方法相关的技术细节需要团队成员进行探索和独立开发。在这一过程中,开发了许多精密仪器和设备,其中许多在地球重力场测量和地质勘探中发挥了重要作用。例如,该团队开发的精密扭转平衡技术已成功应用于卫星微推力器的微推力校准、0+之间惯性传感器的地面校准等。这些仪器将为国家重大科学技术基础设施的成功实施奠定良好的基础,这些基础设施包括精密重力测量和0+至“秦天计划”之间的引力波探测。

我的科学家测量了最精确的重力常数

交流作者之一、华中科技大学重力中心团队核心成员杨教授感叹道:“自20世纪80年代院士开始进行精确测量重力常数G的实验研究以来,他就把重力常数G作为自己的终身职业,在华中科技大学洞穴实验室工作了几十年。罗院士不仅给我们提供了方向指导,也为我们树立了榜样。他积极带领团队成员分析、讨论和指导每个人在实验过程的每个重要阶段做实验。在这个过程中,形成了一批理论和实践能力兼备的优秀人才。”(记者王笑笑·高祥,刘芷微记者)

来源:联合新闻网

标题:我的科学家测量了最精确的重力常数

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