测出最精确万有引力常数，华科大山洞里的研究登上《自然》杂志
《自然》杂志发稿截图
8月30日讯北京时间30日凌晨1点，nature （《自然》杂志）刊发华中科技大学引力中心罗俊院士团队测g（引力常数）实验的论文，该团队历经30年艰辛测出了截至目前常数g的最精确值。据悉，这是我国在这个领域的第一篇nature文章，此次罗俊团队采用两种不同方法测g，精度均达到国际最好水平，这将为提升我国在基础物理学领域的话语权、为物理学界确定高精度的引力常数g的推荐值做出实质性贡献。
牛顿万有引力定律指出了使苹果落地的力和维系行星沿椭圆轨道运动的力本质一致，而这种力在我们生活中无处不在，小到看不见的基本粒子，大到宇宙天体，这就是“万有引力”。要计算物体间的万有引力，则需知道引力常数g的大小，但令人遗憾的是截至目前，我们并不知道g的精确值是多少。对万有引力常数g的精确测量不仅具有计量学上的意义，其对于检验牛顿万有引力定律及深入研究引力相互作用规律都具有重要意义。
罗俊院士在华科大引力中心
据悉，万有引力常数g是人类认识的第一个基本常数，但是g值的测量精度是目前所有基本常数中最差的，以往国际上不同实验小组的g值测量的相对精度虽然接近在10-5，相互之间的吻合程度仅达到10-4的水平，因为精度问题很多与之相关的基础科学难题至今无法解决。此次罗俊团队采用两种不同方法测g，精度均达到国际最好水平，吻合程度接近10-5的水平，这将为提升我国在基础物理学领域的话语权、为物理学界确定高精度的引力常数g的推荐值做出实质性贡献。
测量万有引力常数g的价值何在呢？罗俊院士在接受媒体采访时介绍，“地表的重力大小，是由地球内部的物质构造决定的。如果我们能精确测量地面重力，就能了解地下物质密度分布。换言之，精密测量就相当于给地球做ct，可以知道地下矿藏的大致分布。”
华中科大山洞成“世界引力中心”
工作中的罗俊院士（左二）
1983年10月，华中工学院（现华中科技大学）开始筹建引力实验中心。
由于引力实验对恒温、隔振、电磁屏蔽等要求极高，时任院长朱九思听取陈应天教授的建议，决定把实验室建在喻家山下的人防山洞中。当时，还是陈应天教授研究生的罗俊就全程参与了中心的筹建和研究工作，由此与引力结下了不解之缘。
为攻克测g这一难题，从1986年开始的近10年，除去吃饭和睡觉，罗俊几乎都在山洞中度过。1998年，罗俊取得了105ppm相对精度的测g结果。2009年，罗俊团队将g的测量精度提高到26ppm。这是国际上精度优于50ppm的七个结果之一，也是采用扭秤周期法测得的最高精度g值。罗俊团队测g实验结果被国际科技数据委员会推荐的codata值所收录，并以华中科技大学英文缩写hust命名。
如今，又经过一个10年的沉淀，罗俊团队再次一鸣惊人，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，实现了对国际顶尖水平的赶超。罗俊团队所在的引力中心在短短30多年里，从无到有，从有到强，逐步走向世界前沿，被国际同行称为“世界的引力中心”。
一个结果往往需要几十年时间的摸索
论文的通讯作者之一、团队核心成员、华中科技大学引力中心杨山清教授介绍：从上世纪80年代罗老师开始进行万有引力常数g的精确测量实验研究至今，他已将其看作是毕生的事业，几十年如一日在山洞实验室工作。
杨山清说，罗老师不仅给我们提供了方向的指引，同时以身作则，对实验过程中的每个重要阶段他都主动带领团队成员一起分析、讨论并指导大家做实验。一批兼具理论与实践能力的优秀人才在此过程中得以成长。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时间的摸索，每当大家想要放弃时，罗老师总是能及时给予鼓励。正是因为这样，团队成员心里也一直憋着一股拼劲儿，誓将这个实验攻下！
“g值的测量并非一劳永逸，它需要有科学家持续为它‘保鲜’，但是对它的测量又极其艰辛，而罗俊团队通过30年的努力，贡献了目前世界上最为精确的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！”美国国家标准与技术研究所联合的研究所jila实验室前主席、美国总统科技奖获得者james e. faller教授对此次罗俊团队取得的成绩这样评价道。（长江日报记者杨佳峰 通讯员王潇潇 高翔）
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