中国科学家测出国际最精准万有引力常数
来源：羊城晚报 日期:2018-08-31
30年如一日只为解开牛顿遗留的谜题，罗俊院士团队最新成果实现对国际顶尖水平的赶超
1687年，那颗砸中牛顿的苹果开启了万有引力的新大门，而万有引力公式中的常数G却始终无法确定。中国科学院院士罗俊团队历经30年，终于测出了截至目前国际上最高精度的G值。8月30日凌晨，《自然》杂志刊发了这一重要研究成果。
不断优化方案 只为精确测量
万有引力在生活中无处不在，要计算物体间的万有引力，则须知道引力常数G的大小。遗憾的是，截至目前，人类对自己认知的第一个基本常数G的精确值却未能掌握，甚至可以说，G值的测量精度是目前所有基本常数中最差的。对万有引力常数G的精确测量不仅具有计量学上的意义，其对于检验牛顿万有引力定律及深入研究引力相互作用规律都具有重要意义。
据悉，罗俊团队从上世纪80年代就已开始采用扭秤技术精确测量万有引力常数G，历经十多年努力于1999年得到了第一个G值，被历届的国际科学技术数据委员会(CODATA)录用。该团队探索的脚步并没有就此止步，在对实验方案进行优化及对各项误差进行更深入的研究后，于2009年发表了新的结果——相对精度达到26ppm。该结果是当时采用扭秤周期法得到的最高精度的G值，被命名为HUST-09，为历届CODATA所收录。如今，罗俊团队再次一鸣惊人，采用两种不同方法测G，给出了目前国际上最高精度的G值，相对不确定度优于12ppm，实现了对国际顶尖水平的赶超，为物理学界确定高精度的引力常数G的推荐值作出实质性贡献。
研发高精仪器 助力空间探索
据专家介绍，G值的测量原理早已十分明确，但测量过程却异常繁琐、复杂。在一种测量方法中，往往包含近百项的误差需要评估。本次实验中，为增加测量结果的可靠性，实验团队同时使用了两种独立方法，分别是扭秤周期法和扭秤角加速度反馈法。这两种实验方法虽不新奇，但相关的装置设计及诸多技术细节均需团队成员自己摸索、自主研制完成。
在此过程中，一批高精尖的仪器设备被研发出来，其中，很多仪器已在地球重力场的测量、地质勘探等方面发挥重要作用。如团队开发的精密扭秤技术已经成功应用在卫星微推进器的微推力标定、空间惯性传感器的地面标定等方面，这些仪器将为精密重力测量国家重大科技基础设施以及空间引力波探测——“天琴计划”的顺利实施奠定良好的基础。
埋首山洞实验 几十年如一日
论文的通讯作者之一、团队核心成员、华中科技大学引力中心杨山清教授表示，罗俊院士从上世纪80年代开始进行万有引力常数G的精确测量实验研究至今，已将其看作是毕生事业，几十年如一日地在山洞实验室工作。
“G值的测量并非一劳永逸，它需要有科学家持续为它‘保鲜’，但是对它的测量又极其艰辛，而罗俊团队通过30年的努力，贡献了目前世界上最为精确的G值，中国应该为拥有这样一个能够持之以恒并永远保有热情的团队而骄傲!”美国国家标准与技术研究所联合的研究所JILA实验室前主席、美国总统科技奖获得者James E. Faller教授对此次罗俊团队取得的成绩这样评价道。
罗俊于2009年当选为中国科学院院士，曾任华中科技大学党委常委、常务副校长，现任中山大学党委副书记、校长。
