世界首台非实验室条件下的量子重力梯度仪走出实验室

英国伯明翰大学研究人员23日在《自然》杂志上发表研究称，世界上第一台非实验室条件下的量子重力梯度仪问世。这种利用量子技术的传感器可找到隐藏在地下的物体，这是科学家们期待已久的里程碑，其对学界、业界和国家安全等将具有深远的影响。量子重力梯度仪的工作原理是利用超低温原子云测量原子云之间的干涉，从干涉信号中提取出与重力梯度有关的量。物体越大，其密度与周围环境的差异越大，测量到的重力的差异就越大。但振动、仪器倾斜以及磁场和热场的干扰，使得量子理论转化为商业现实具有挑战性。伯明翰量子传感器的突破性成功开启了一条商业之路，是第一个迎接这些现实世界挑战并进行高空间分辨率重力制图的项目。研究人员表示，这是传感领域的“觉醒时刻”，这一传感器可能有多种用途。城市工程师可利用它检测一些特殊用地的近地表（地下10米）特征，这些特征可能会影响新的建筑，因此可利用其降低铁路和公路项目的成本和延误；考古学家或可用于测绘墓穴和隐藏在地下的结构，在不破坏性挖掘的情况下了解考古奥秘；它还可用于测量地质特征，例如含水层或土壤密度，以确定含水量或发现隐藏的自然资源；还可改进对火山喷发等自然现象的预测。此前的重