測(cè)得迄今最高精度的引力常數(shù)?G?值

牛頓萬(wàn)有引力常數(shù)?G?是人類認(rèn)識(shí)的第一個(gè)基本物理常數(shù)，其在物理學(xué)乃至整個(gè)自然科學(xué)中扮演著十分重要的角色。兩個(gè)世紀(jì)以來(lái)，實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家們圍繞引力常數(shù)?G?值的精確測(cè)量付出了巨大而艱辛的努力，但其測(cè)量精度目前仍然是所有物理學(xué)常數(shù)中最低的。按照牛頓萬(wàn)有引力定律，G?應(yīng)該是一個(gè)固定的常數(shù)，不因測(cè)量地點(diǎn)和測(cè)量方法的不同而變化。但是，當(dāng)前國(guó)際上不同研究小組用不同方法測(cè)得的?G?值卻不吻合。

為了深入研究這一問(wèn)題，華中科技大學(xué)物理學(xué)院引力中心羅俊、楊山清和邵成剛研究組自?2009?年開(kāi)始同時(shí)采用兩種相互獨(dú)立的方法——扭秤周期法和扭秤角加速度反饋法來(lái)測(cè)量?G?值。歷經(jīng)多年的艱苦努力，2018?年兩種方法均獲得了迄今為止國(guó)際最高的測(cè)量精度（G?值分別為?6.674184?×10^?11和?6.674484?×10^?11m³·?kg^?1·?s^?2，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為百萬(wàn)分之?11.64?和?11.61），更為關(guān)鍵的是兩個(gè)結(jié)果在?3?倍標(biāo)準(zhǔn)差范圍內(nèi)吻合。

Nature以“引力常數(shù)的創(chuàng)紀(jì)錄精度測(cè)量”（Gravity Measured with Record Precision）為題發(fā)表評(píng)論認(rèn)為，這項(xiàng)工作是迄今為止用兩種獨(dú)立的方法測(cè)定引力常數(shù)的不確定度最小的結(jié)果，為揭示造成萬(wàn)有引力常數(shù)測(cè)量差異的原因提供了非常好的機(jī)遇，同時(shí)也為進(jìn)一步測(cè)量獲得引力常數(shù)的真值提供了機(jī)遇；并評(píng)價(jià)這項(xiàng)工作是“精密測(cè)量領(lǐng)域卓越工藝的典范”。

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