三十年矢志不渝

喻家山下測出最精確萬有引力常數(shù)

湖北日報訊（記者方琳、通訊員王瀟瀟、高翔）北京時間8月30日凌晨，《自然》雜志刊發(fā)了中國科學院院士、華中科技大學物理學院羅俊教授團隊最新測G結(jié)果。團隊歷經(jīng)30年艱辛測出了截至目前常數(shù)G的國際最精確值。

什么是常數(shù)G？它是萬有引力的一個數(shù)值。牛頓萬有引力定律指出，使蘋果落地的力和維系行星沿橢圓軌道運動的力本質(zhì)一致，而這種力在我們生活中無處不在，小到看不見的基本粒子，大到宇宙天體。要計算物體間的萬有引力，需知道引力常數(shù)G的大小，過去200多年中, 人們在測G過程中付出了極大努力, 但由于測量過程異常繁瑣、復(fù)雜，測量精度的提高非常緩慢，很多與之相關(guān)的基礎(chǔ)科學難題至今無法解決。

從上世紀八十年代起，在華中科技大學引力實驗中心，羅俊團隊開始采用扭秤技術(shù)精確測量常數(shù)G，1999年得到了第一個G值，被隨后歷屆的國際科學技術(shù)數(shù)據(jù)委員會（CODATA）錄用。2009年，團隊發(fā)表了新的結(jié)果，相對精度達到26ppm（比率單位，1ppm=百萬分之一）。又一個十年過去，此次，羅俊團隊為了增加測量結(jié)果的可靠性，同時使用了兩種獨立的方法（扭秤周期法和扭秤角加速度反饋法），給出了目前國際上最高精度的G值。

據(jù)了解，這兩種實驗方法雖不新奇，但與兩種方法相關(guān)的裝置設(shè)計及諸多技術(shù)細節(jié)均需團隊成員自己摸索、自主研制完成。在此過程中一批高精端的儀器設(shè)備被研發(fā)，且其中很多儀器已在地球重力場的測量、地質(zhì)勘探等方面發(fā)揮重要作用。如團隊發(fā)展的精密扭秤技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用在衛(wèi)星微推進器的微推力標定、空間慣性傳感器的地面標定等方面，這些儀器將為精密重力測量國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施以及空間引力波探測——“天琴計劃”的順利實施奠定良好基礎(chǔ)。

論文的通訊作者之一、團隊核心成員、華中科技大學引力中心楊山清教授說，從上世紀80年代羅老師開始進行萬有引力常數(shù)G的精確測量實驗研究至今，他已將其看作是畢生的事業(yè)，幾十年如一日在山洞實驗室工作。羅老師不僅給我們提供了方向的指引，還對實驗過程中的每個重要階段都主動帶領(lǐng)團隊成員一起分析、討論并指導(dǎo)實驗。一批兼具理論與實踐能力的優(yōu)秀人才在此過程中得以成長。