世界首台量子重力仪“走出实验室”，将对学术界、工业界和国家安全产生深远影响
英国伯明翰大学的研究人员23日在《自然》期刊上发表研究称，世界上第一台非实验室条件下的量子重力梯度仪已经问世。该传感器使用量子技术来寻找地下隐藏的物体，这是一个期待已久的里程碑，将对学术界、工业界和国家安全产生深远的影响。
量子重力梯度仪通过使用量子物理学原理来检测微重力的变化，测量原子云下落时引力场拉力的细微变化。物体越大，其密度与周围环境的差异越大，可测量的应力差异也越大。但是，振动、仪器倾斜以及磁场和热场的干扰使得将量子理论转化为商业现实具有挑战性。伯明翰量子传感器的革命性成功开辟了一条商业道路，是第一个解决这些现实世界挑战并进行高空间分辨率调查的项目。去除因振动产生的噪声将“解锁”高空间分辨率的重力测绘，大大提高地质地形的表现力。
研究人员表示，这是检测领域的“觉醒时刻”，可能有多种用途。城市工程师可以利用它来检测一些可能影响新建工程的特殊场地的近地表（地下10米）特征，从而减少铁路和公路项目的成本和延误；考古学家可以用它来绘制地下隐藏的墓葬和结构，在不进行破坏性挖掘的情况下了解考古奥秘；它还可用于测量地质特征，例如含水层或土壤密度，以确定含水量或发现隐藏的自然资源；它还可以提高对火山爆发等自然现象的预测。
以前的重力传感器受到各种环境因素的限制。一个特别的挑战是振动，它限制了测量应用中使用的所有重力传感器的测量时间。如果可以解决这些限制，调查可以变得更快、更完整、更便宜。
新开发的量子重力梯度仪克服了振动和其他环境挑战。这一进步将使未来的重量测量更便宜、更可靠，交付速度提高10 倍，将检测所需的时间从一个月减少到几天。它有可能为重力测量开辟一系列新的应用领域，为地下运动提供新的视角。此外，在精确和快速测量微重力方面的进步为推进国防和国家安全开辟了新的机会，在未来，我们可以检测到原本无法检测到的事物，并在充满挑战的环境中更安全地导航。随着重力传感技术的成熟，水下导航和揭示地下条件的应用将成为可能。
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