科研团队
引力实验与理论研究团队

团队简介

引力及其相关物理规律的研究对于深入理解引力的性质和规律、寻找新的基本力和最终统一描述四种基本相互作用具有重要指导意义。团队围绕引力相关问题开展实验与理论的研究。主要研究内容包括:牛顿万有引力常数G的精确测量;近距离牛顿反平方定律的实验检验;等效原理的实验检验;引力相关实验与理论研究等。

 

最新进展及要闻

More...

 

 

团队成员

 

姓  名
职称/职务
电子邮件
院士、团队负责人
 
教授
pluo2009@ mail.hust.edu.cn
教授
cgshao@ mail.hust.edu.cn
副教授
ysq2011@ mail.hust.edu.cn

 

另有博士、硕士研究生20余名。

 

科研项目

牛顿万有引力常数G的精确测量:
采用扭秤周期法测量了万有引力常数G值,测量结果HUST-99 [Phys. Rev. D 59 (1998) 042001]被1998、2002和2006年国际物理学基本常数委员会(CODATA)推荐的G值所采用。该项研究成果获得2000年湖北省自然科学一等奖和2003年全国优秀博士学位论文。在改进的周期法测G实验中,对实验方案进行了一系列的优化设计以及对各项误差进行了深入的研究,先后历时10余年,获得G值的相对精度达到26ppm [Phys. Rev. Lett. 102 (2009) 240801]。 测量结果HUST-09被2010年的CODATA值所采用,是目前国际上精度优于50ppm的六个结果之一,也是采用扭秤周期法得到的最高精度的G值。考虑到各个实验小组给出的G值在误差范围内不吻合,我们实验小组目前正在分别采用周期法以及角加速度法两种方法测量G值,比较不同方法在同一实验地点测量的G值是否吻合,分析可能存在的系统误差。

 

近距离牛顿反平方定律的实验检验:
将引力与其它三种基本相互作用统一起来的主要困难之一是引力较另外三种力小很多,因此诸多理论模型预言牛顿反平方定律在近距离下将发生偏离。我们采用精密扭秤测量两平行极板之间水平方向的非牛顿引力,先后解决扭秤反馈控制、静电屏蔽、微小位移驱动与激光干涉同步监测等关键问题,2006年的实验结果表明精密扭秤的力矩分辨率在95%的置信水平下达到5×10-16Nm,实验结果验证了牛顿反平方定律在作用程大于66μm范围内的正确性 [Phys. Rev. Lett. 98(2007)201101]。目前我们实验小组正在分别采用高频扭秤调制以及AFM技术,以期在更高的精度和更近的距离下检验牛顿反平方定律是否成立。


等效原理的实验检验:
等效原理是广义相对论基本假设之一,但几乎所有试图将引力和其它相互作用统一的理论都要求它破缺。而两个检验质量的运动状态不同是否会导致等效原理破缺,是一个有待检验的科学问题。罗俊与张元仲、聂玉昕合作提出物体自由下落的加速度是否与其运动状态有关。课题组采用双落体激光干涉法检验宏观旋转物体等效原理,解决了真空容器中悬挂陀螺稳定起旋、双落体亚毫秒级同步释放无损捕获等关键技术,结果表明在1.6×10-7相对精度内,宏观旋转物体等效原理仍然成立[Phys. Rev. D 66(2002)022002]。为了进一步检验等效原理,目前实验室正在开展旋转冷分子等效原理的实验探索研究和采用高Q值的石英丝扭秤技术检验弱等效原理。

 
科研成果
 
 
优秀毕业生

 

大学物理实验预约系统 Hub系统 注册中心 公共邮箱 后台入口

地址:湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号
电话:86-027-87543881
传真:86-027-87556576
CopyRight (C) 2010 华中科技大学物理学院
技术支持:武汉金教信息技术有限公司