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300年前牛顿“谜题”有了最新进展

我国科学家测出最精确万有引力常数

发布时间:2018-09-25 作者:张晨 王潇潇 高翔 来源:中国教育新闻网

3月20日报道韩媒称,据韩国司法部门20日消息,检方19日提请法院批准逮捕前总统李明博时指出,李明博从1994年1月到2006年3月秘密筹集339亿韩元(约合人民币亿元本网注,下同)资金并进行洗钱。

中国教育新闻网讯(记者 张晨 通讯员 王潇潇 高翔) 300多年来,牛顿与苹果树的故事脍炙人口,然而一项牛顿当年在苹果树下没有“解决”的谜题,由中国科学家给出了最新进展——8月30日凌晨,《自然》杂志发表华中科技大学罗俊院士团队测量万有引力常数的最新研究,测出了截至目前常数G的最精确值。

1687年,牛顿发现了万有引力定律,从落地的苹果到宇宙天体,万有引力在我们生活中无处不在。然而,要计算物体间的万有引力,则需知道引力常数G的大小,但G的精确数值牛顿也不知道。与圆周率的常数π一样,G也是人类认识的一个基本常数,但测量精度却是目前所有基本常数中最差的,由于精度问题,许多与之相关的基础科学难题至今无法解决。300多年来,无数科学家一直在努力测量G值并让它更精确。

记者获悉,以往国际上不同实验小组的G值测量相对精度虽接近10-5,但相互之间的吻合程度仅达到10-4的水平,此次罗俊团队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,吻合程度接近10-5的水平,实现了对国际顶尖水平的赶超,这将为提升我国在基础物理学领域的话语权做出实质性贡献。

罗俊团队从上世纪八十年代开始测量万有引力常数G,历经十多年的努力于1999年得到第一个G值,被随后历届的国际科学技术数据委员会(CODATA)录用。2009年该团队又测量出相对精度达26ppm的G值。又一个十年后的今天,团队再次测量出目前国际上最高精度的G值。

为何科学家要孜孜以求测量精确G值呢?华中科大引力中心主任涂良成教授介绍,G的精确测量不仅具有计量学上的意义,其对检验牛顿万有引力定律及深入研究引力相互作用规律都有重要意义。更重要的是,在测量过程中一批高精端的仪器设备被研发,其中很多仪器已在地球重力场测量、地质勘探等方面发挥重要作用,并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实施奠定基础。

“测G是一项艰苦而又繁琐的工作,一个结果的得出往往需要几十年的摸索。”论文通讯作者之一、团队核心成员、华中技大引力中心教授杨山清说,在罗俊院士的带领下,一批兼具理论与实践能力的优秀人才在科研中成长起来。

此项成果得到国际学界的高度关注。“G值的测量并非一劳永逸,它需要有科学家持续为它‘保鲜’,但对它的测量又极其艰辛。罗俊团队通过30年努力,贡献了目前世界上最精确的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JILA实验室前主席、美国总统科技奖获得者James E. Faller教授说。

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