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2022-02-28 15:07:52
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
2022-02-28 15:07:52 來源: cnBeta.COM
科學家們利用量子技術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、人類知識和國家安全有著深遠的影響。英國國家量子技術中心的伯明翰大學研究人員在《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國防部的合同，在英國研究院資助的“Gravity Pioneer”項目中開發的，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。
改進對自然現象的預測，如火山噴發。
發現隱藏的自然資源和建筑結構。
在不破壞挖掘的情況下了解考古學之謎。
伯明翰大學冷原子物理學系主任、英國量子技術中心傳感器和計時的首席研究員Kai Bongs教授說：“這是傳感領域的一個‘愛迪生時刻’，將改變社會、人類的理解和經濟?！?/p>
“有了這一突破，我們就有可能在探索、建設和維修時結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在更近了一大步，結束了我們對南極洲的了解多于我們街道下幾英尺的情況。”
目前的重力傳感器受到一系列環境因素的限制。一個特別的挑戰是振動，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，調查可以變得更快、更全面、更低成本。
伯明翰原子干涉測量學負責人、該研究的主要作者Michael Holynski博士和他在伯明翰的團隊開發的傳感器是一個重力梯度儀。他們的系統克服了振動和其他各種環境挑戰，以便在該領域成功應用量子技術。與工程學院Nicole Metje教授領導的土木工程師合作實現的成功探測，是一個長期開發項目的高潮，該項目從一開始就與終端用戶緊密聯系。
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天。它有可能為重力測量開辟一系列新的應用，為了解地下提供一個新的視角。
RSK的地球科學和工程主任George Tuckwell教授說：“探測地面狀況，如礦井、隧道和不穩定的地面，是我們設計、建造和維護住房、工業和基礎設施的基本能力。這項新技術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。”
量子傳感聯合項目技術主管、Dstl高級首席科學家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性的環境中更安全地航行提供了新的機會。隨著重力感應技術的成熟，水下導航和揭示地下的應用將成為可能?！?/p>
來源：cnBeta.COM
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