英國(guo)伯明翰大學研(yan)究人員23日(ri)在(zai)(zai)《自(zi)然》雜志上發(fa)表研(yan)究稱，世界上第一臺(tai)非實驗室(shi)條件下的(de)量子重力梯度儀問世。這種利用量子技(ji)術的(de)傳感器(qi)可找到隱藏在(zai)(zai)地下的(de)物體，這是科學家們期(qi)待已久的(de)里程(cheng)碑，其對學界、業界和(he)國(guo)家安全等將具有深遠的(de)影響(xiang)。

　　量(liang)子(zi)(zi)重力(li)(li)(li)梯度儀(yi)的(de)(de)工(gong)作原理是利用量(liang)子(zi)(zi)物(wu)理原理探測(ce)微重力(li)(li)(li)的(de)(de)變化(hua)，測(ce)量(liang)當原子(zi)(zi)云落下時引力(li)(li)(li)場拉(la)力(li)(li)(li)的(de)(de)細微變化(hua)。物(wu)體越大，其密度與周(zhou)圍(wei)環境的(de)(de)差(cha)異(yi)越大，可測(ce)量(liang)的(de)(de)拉(la)力(li)(li)(li)差(cha)異(yi)就越大。但振動、儀(yi)器(qi)傾斜以及磁場和熱場的(de)(de)干擾，使得量(liang)子(zi)(zi)理論(lun)轉化(hua)為商業(ye)現實具有挑(tiao)戰(zhan)性。伯明(ming)翰量(liang)子(zi)(zi)傳感器(qi)的(de)(de)突破性成功開啟了一條商業(ye)之路，是第一個迎(ying)接這(zhe)些現實世界挑(tiao)戰(zhan)并進行高(gao)空間(jian)分(fen)(fen)辨率調查的(de)(de)項目。消除由(you)于振動引起的(de)(de)噪聲將“解鎖”高(gao)空間(jian)分(fen)(fen)辨率的(de)(de)重力(li)(li)(li)映(ying)射，大大改(gai)進地(di)質地(di)形圖(tu)的(de)(de)繪制。

　　研(yan)究(jiu)人員表示(shi)，這是傳感領域的“覺醒時刻”，這一(yi)傳感器可能(neng)有多種(zhong)用(yong)途。城(cheng)市工程師可利用(yong)它(ta)檢測(ce)一(yi)些特(te)殊(shu)用(yong)地(di)的近地(di)表（地(di)下(xia)10米）特(te)征，這些特(te)征可能(neng)會影響新的建筑，因(yin)此(ci)可利用(yong)其降低鐵路(lu)和(he)公(gong)路(lu)項目(mu)的成本和(he)延誤；考古學家或可用(yong)于測(ce)繪墓穴和(he)隱(yin)藏(zang)在(zai)地(di)下(xia)的結構(gou)，在(zai)不破壞性挖掘的情況(kuang)下(xia)了解考古奧(ao)秘(mi)；它(ta)還可用(yong)于測(ce)量地(di)質特(te)征，例如含(han)(han)水層或土壤(rang)密(mi)度，以確定含(han)(han)水量或發現隱(yin)藏(zang)的自(zi)然資源；還可改進對(dui)火山噴發等自(zi)然現象的預測(ce)。

　　此前的(de)重力傳感器(qi)受到一系列(lie)環境因素的(de)限(xian)制。一個特別的(de)挑戰是振動(dong)，這限(xian)制了用于(yu)測(ce)量(liang)應用的(de)所有重力傳感器(qi)的(de)測(ce)量(liang)時(shi)間(jian)。如果能夠解(jie)決這些限(xian)制，調查就(jiu)可以變得更快、更全面、成(cheng)本更低(di)。

　　新開發(fa)的(de)(de)量子重力(li)(li)(li)梯度(du)儀克(ke)服(fu)了(le)振動(dong)和(he)其(qi)他各種環(huan)境挑戰。這一(yi)突破將使(shi)未來的(de)(de)重力(li)(li)(li)測(ce)量更(geng)便宜、更(geng)可(ke)靠，交付速(su)度(du)快(kuai)10倍，探(tan)(tan)測(ce)所需的(de)(de)時(shi)間將從(cong)一(yi)個月減少到(dao)幾天。它(ta)有(you)可(ke)能為重力(li)(li)(li)測(ce)量開辟一(yi)系列(lie)新的(de)(de)應(ying)用領(ling)域(yu)，為進(jin)入地(di)下提供一(yi)個新的(de)(de)視(shi)角(jiao)。此外，準(zhun)確和(he)快(kuai)速(su)地(di)測(ce)量微(wei)重力(li)(li)(li)的(de)(de)進(jin)步為促(cu)進(jin)國(guo)防和(he)國(guo)家安全打開新機遇，未來我(wo)們可(ke)以探(tan)(tan)測(ce)到(dao)原(yuan)本無法探(tan)(tan)測(ce)到(dao)的(de)(de)東西(xi)，并在具有(you)挑戰性的(de)(de)環(huan)境中更(geng)安全地(di)航(hang)行(xing)。隨著(zhu)重力(li)(li)(li)傳感技術的(de)(de)成熟，水下導航(hang)和(he)揭示地(di)下條件(jian)的(de)(de)應(ying)用將成為可(ke)能。（實習記(ji)者張佳(jia)欣）

                                                                                                                                                                        (責編：趙(zhao)竹青、初梓瑞)