英國(guo)伯明翰大學(xue)研究人員(yuan)23日在(zai)《自然》雜志上發(fa)表研究稱(cheng)，世界(jie)(jie)(jie)上第一臺非實驗室(shi)條(tiao)件下的(de)量子(zi)重力梯度儀問世。這(zhe)種(zhong)利用量子(zi)技術的(de)傳感(gan)器(qi)可找到(dao)隱藏在(zai)地下的(de)物體，這(zhe)是科學(xue)家(jia)們期(qi)待已久的(de)里程碑，其對學(xue)界(jie)(jie)(jie)、業界(jie)(jie)(jie)和國(guo)家(jia)安(an)全等將具有深遠的(de)影響。
量(liang)(liang)(liang)(liang)子重力(li)(li)梯度(du)儀(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工作原(yuan)理(li)(li)是利用量(liang)(liang)(liang)(liang)子物(wu)理(li)(li)原(yuan)理(li)(li)探測(ce)微重力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化，測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)當原(yuan)子云落(luo)下時引力(li)(li)場(chang)(chang)拉力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)細微變(bian)化。物(wu)體越大(da)，其密度(du)與(yu)周圍環境的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)異(yi)越大(da)，可測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)拉力(li)(li)差(cha)異(yi)就越大(da)。但(dan)振(zhen)動、儀(yi)器(qi)傾斜以及磁場(chang)(chang)和熱場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)干擾，使得(de)量(liang)(liang)(liang)(liang)子理(li)(li)論轉化為商(shang)業現實(shi)具有挑戰性。伯(bo)明翰量(liang)(liang)(liang)(liang)子傳感器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)突破性成功開啟(qi)了一(yi)條商(shang)業之路，是第(di)一(yi)個迎(ying)接這(zhe)些現實(shi)世界挑戰并進行(xing)高空(kong)(kong)間(jian)分(fen)辨率調查的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)項目。消除由(you)于振(zhen)動引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)噪(zao)聲將(jiang)“解鎖(suo)”高空(kong)(kong)間(jian)分(fen)辨率的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重力(li)(li)映射，大(da)大(da)改進地質地形圖的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)繪(hui)制(zhi)。
研(yan)究人員表示，這是(shi)傳(chuan)(chuan)感領域的(de)(de)(de)“覺醒(xing)時刻”，這一傳(chuan)(chuan)感器可(ke)能有多種用(yong)(yong)(yong)途。城(cheng)市工(gong)程師可(ke)利(li)用(yong)(yong)(yong)它(ta)檢(jian)測(ce)一些特殊用(yong)(yong)(yong)地(di)的(de)(de)(de)近地(di)表（地(di)下10米）特征，這些特征可(ke)能會影響(xiang)新的(de)(de)(de)建筑，因此可(ke)利(li)用(yong)(yong)(yong)其降低鐵(tie)路和公路項(xiang)目的(de)(de)(de)成本和延(yan)誤；考古(gu)學家或可(ke)用(yong)(yong)(yong)于測(ce)繪墓(mu)穴和隱藏在(zai)地(di)下的(de)(de)(de)結構，在(zai)不破壞性(xing)挖掘的(de)(de)(de)情(qing)況下了解考古(gu)奧秘；它(ta)還(huan)可(ke)用(yong)(yong)(yong)于測(ce)量地(di)質特征，例(li)如含(han)水(shui)層或土壤密度，以(yi)確定含(han)水(shui)量或發現隱藏的(de)(de)(de)自(zi)然資(zi)源；還(huan)可(ke)改進對火山(shan)噴發等自(zi)然現象的(de)(de)(de)預測(ce)。
此前的重力傳(chuan)感(gan)器(qi)受到一系列(lie)環境(jing)因素的限(xian)制。一個(ge)特別的挑戰是振動，這限(xian)制了用于(yu)測量應(ying)用的所(suo)有重力傳(chuan)感(gan)器(qi)的測量時間。如果(guo)能夠解決這些限(xian)制，調查就可(ke)以(yi)變(bian)得更快(kuai)、更全面、成本(ben)更低。
新開(kai)發的(de)(de)量(liang)子重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)力(li)梯度儀克服了振(zhen)動和(he)(he)其他(ta)各(ge)種環境挑(tiao)戰(zhan)。這一突(tu)破將使(shi)未來的(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)力(li)測(ce)(ce)量(liang)更(geng)(geng)便宜(yi)、更(geng)(geng)可靠，交付速度快(kuai)10倍(bei)，探測(ce)(ce)所需的(de)(de)時間將從一個月減少到幾天(tian)。它有可能為重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)力(li)測(ce)(ce)量(liang)開(kai)辟一系列新的(de)(de)應用(yong)領域，為進入(ru)地下(xia)提供一個新的(de)(de)視角。此外，準確(que)和(he)(he)快(kuai)速地測(ce)(ce)量(liang)微重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)力(li)的(de)(de)進步為促進國防和(he)(he)國家安(an)全打開(kai)新機遇，未來我們可以探測(ce)(ce)到原本無法探測(ce)(ce)到的(de)(de)東西，并在具有挑(tiao)戰(zhan)性的(de)(de)環境中更(geng)(geng)安(an)全地航行。隨著重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)力(li)傳感技術(shu)的(de)(de)成熟，水下(xia)導航和(he)(he)揭示(shi)地下(xia)條件的(de)(de)應用(yong)將成為可能。（實(shi)習記者張(zhang)佳(jia)欣(xin)）
(責編：趙竹(zhu)青、初梓瑞)