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      华中科技大学物理学院引力实验中心自1983年以来,一直从事与引力有关的各种物理规律实验检验及相关理论问题研究,在教育部、科技部、自然科学基金委、总装、国防科工委等部门的长期重视与大力支持下,经过二十余年的努力,不仅成为我国目前唯一的引力实验研究基地,而且在国际舞台上占有一席之地。2000年批准成立了引力与量子湖北省重点实验室、2002年批准成立了基本物理量测量教育部重点实验室、2006年批准成立了科技部引力与固体潮国家重点野外科学观测研究站、2009年批准成立了重力导航教育部重点实验室(B类)。

华中科技大学引力实验室拥有一群以高学历中青年为主体、理论和实验相结合、具有一定学科交叉优势、朝气蓬勃而又具有相当实际工作经验、能够承担高难度科学研究项目的科研群体,2002年被国家自然科学基金委员会评为创新研究群体。实验室目前总共70余人,固定编制30余人,其中院士1名,教授11人、副教授3人,技术人员7人,博士后3人,博士研究生30余人。

引力实验室近十年获得纵向国家级科研课题30余项,其中获得科技部973项目2项(项目首席和依托单位),科研经费总额超过5000万元,2000和2006年先后两次获得湖北省自然科学一等奖,2003和2008年获得全国优秀百篇博士论文各一篇。

    在引力其相关物理研究等方面已取得主要研究成果有:

(1)万有引力常数G的精确测量

采用精密扭秤周期法完成牛顿万有引力常数G的测量(分别被命名为HUST99和HUST09,Phys. Rev. D 1999; Phys. Rev. Lett. 2009),最新的测G相对精度达到26ppm,是国际上精度优于50ppm的五个结果之一,也是采用扭秤周期法测G的最高精度的G值。测量结果被国际物理学基本常数委员会推荐的1998、2002和2006年的CODATA值所采用,该项研究成果分别获得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奖。

(2)扭秤调制技术与光子静质量的研究

提出并实现了光子静止质量的上限旋转扭秤调制法实验检验,这一方案不仅克服了美国学者Lakes采用的静态扭秤光子静止质量实验方案中宇宙磁场矢势与扭秤检验质量的磁矩方向的不确定性问题,而且有效抑制了环境噪声的影响。完成的实验给出光子静止质量上限为1.5×10-52g(Phys. Rev. Lett. 2003; Phys. Lett. A 2006),该实验结果将目前国际上光子静止质量的上限提高一个多数量级。实验结果于2004年和2006年两次被国际基本粒子数据组(Particle Data Group)收录。该项研究成果获20006年湖北省自然科学一等奖和2008年全国优秀博士学位论文。

(3)扭秤双调制法检验亚毫米范围牛顿反平方定律

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,实验结果表明我们设计的精密扭秤的力矩分辨率达到5×10-16Nm。在95%的置信水平下,我们的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;否定了弱电统一破缺能量标度为1TeV时在亚毫米范围可能存在两个额外空间维度的ADD理论预言,并给出若存在两个额外空间维度则能量标度应大于2.8TeV,对应的尺度必须小于47μm的结论(Phys. Rev. Lett. 2007)。

(4)空间加速度计研究

研制的空间簧片加速度计已于2006年9月9日搭载“实践8号”育种卫星开展飞行试验,该飞行试验不仅验证了该加速度计的性能指标,而且测量了航天器的变轨等运动参数、微重力水平、低频运动模式等,满足了用户需求,取得了圆满成功。开展了高精度静电悬浮加速度计研究,提出并利用扭摆悬挂法开展静电悬浮加速度计的地面性能测试,地面测试结果表明该加速度计分辨率达到了项目预期指标,已得到相关部门的高度肯定,目前已完成了工程样机的制作,正在开展其测试工作。

 
引力中心

 

主  任:陆泽晃

副主任:杨山清  覃  璇

教  授:胡忠坤  刘向东  潘明虎  陆泽晃  罗  俊  罗鹏顺

              邵成刚  涂良成  吴书朝  许志芳  叶贤基  周泽兵

副教授:白彦峥  陈  亮  Jean-MIchel Guy Le FLoch

                刘金全  王  炎  杨山清  张  洁  周敏康  林国平  曹鲁帅

副  研:范  继

讲  师:段小春   邓  科  屈少波

 

引力中心下设

 

引力实验与理论研究团队

精密重力测量研究团队

原子分子光物理研究团队

 

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