量子重力傳感器的突破為繪制地下世界的突破性地圖鋪平道路

科學(xué)家們利用量子技術(shù)找到了隱藏在地下的物體--這是一個期待已久的里程碑，對工業(yè)、人類知識和國家安全有著深遠(yuǎn)的影響。英國國家量子技術(shù)中心的伯明翰大學(xué)研究人員在《自然》雜志上報告了他們的成就。這是世界上第一個在實驗室條件之外的量子重力梯度儀。

量子重力梯度儀是根據(jù)國防部的合同，在英國研究院資助的“Gravity Pioneer”項目中開發(fā)的，它被用來在真實世界的條件下找到埋在地表下一米的戶外隧道。它贏得了一場將該技術(shù)帶到室外的國際競賽。

該傳感器的工作原理是利用量子物理學(xué)原理檢測微重力的變化，該原理是基于在亞分子水平上操縱自然。

這一成功開辟了一條商業(yè)之路，大大改善了對地面以下存在物的測繪。

這將意味著：

減少建筑、鐵路和公路項目的成本和延誤。

改進對自然現(xiàn)象的預(yù)測，如火山噴發(fā)。

發(fā)現(xiàn)隱藏的自然資源和建筑結(jié)構(gòu)。

在不破壞挖掘的情況下了解考古學(xué)之謎。

伯明翰大學(xué)冷原子物理學(xué)系主任、英國量子技術(shù)中心傳感器和計時的首席研究員Kai Bongs教授說：“這是傳感領(lǐng)域的一個‘愛迪生時刻’，將改變社會、人類的理解和經(jīng)濟?！?/p>

“有了這一突破，我們就有可能在探索、建設(shè)和維修時結(jié)束對不良記錄和運氣的依賴。此外，目前看不見的地下地圖現(xiàn)在更近了一大步，結(jié)束了我們對南極洲的了解多于我們街道下幾英尺的情況?！?/p>

目前的重力傳感器受到一系列環(huán)境因素的限制。一個特別的挑戰(zhàn)是振動，它限制了所有用于勘測的重力傳感器的測量時間。 如果這些限制能夠得到解決，調(diào)查可以變得更快、更全面、更低成本。

伯明翰原子干涉測量學(xué)負(fù)責(zé)人、該研究的主要作者Michael Holynski博士和他在伯明翰的團隊開發(fā)的傳感器是一個重力梯度儀。他們的系統(tǒng)克服了振動和其他各種環(huán)境挑戰(zhàn)，以便在該領(lǐng)域成功應(yīng)用量子技術(shù)。與工程學(xué)院Nicole Metje教授領(lǐng)導(dǎo)的土木工程師合作實現(xiàn)的成功探測，是一個長期開發(fā)項目的高潮，該項目從一開始就與終端用戶緊密聯(lián)系。

研究人員表示，這一突破將使未來的重力測量更便宜、更可靠，并以10倍的速度交付，將測量所需的時間從一個月減少到數(shù)天。它有可能為重力測量開辟一系列新的應(yīng)用，為了解地下提供一個新的視角。

RSK的地球科學(xué)和工程主任George Tuckwell教授說：“探測地面狀況，如礦井、隧道和不穩(wěn)定的地面，是我們設(shè)計、建造和維護住房、工業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施的基本能力。這項新技術(shù)所代表的改進能力可以改變我們繪制地面地圖和交付這些項目的方式。”

量子傳感聯(lián)合項目技術(shù)主管、Dstl高級首席科學(xué)家Gareth Brown博士說：“對于國防和安全來說，對微重力變化的精確和快速測量，為探測原本無法探測到的東西和在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中更安全地航行提供了新的機會。隨著重力感應(yīng)技術(shù)的成熟，水下導(dǎo)航和揭示地下的應(yīng)用將成為可能。”

來源：cnBeta.COM

關(guān)鍵詞： 重力梯度儀 技術(shù)中心 重力測量 伯明翰大學(xué) 研究人員