華中科技大學引力中心

華中科技大學引力中心

引力實驗中心於2000年批准成立了引力與量子湖北省重點實驗室、2002年批准成立了基本物理量測量教育部重點實驗室、2006年批准成立了科技部引力與固體潮國家重點野外科學觀測研究站、2009年批准成立了重力導航教育部重點實驗室(B類)。目前具有物理學一級學科博士點、博士後流動站。

中心介紹

華中科技大學物理學院引力中心自1983年以來,一直從事與引力有關的各種物理規律實驗檢驗及相關理論問題研究。在教育部、科技部、自然科學基金委等部門的長期重視與大力支持下,經過近三十年的努力,不僅成為我國目前唯一的引力實驗研究基地,而且在國際舞台上占有一席之地。

山洞實驗室

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引力中心擁有一幢面積為2800平方米的實驗樓和約4000平方米的山洞實驗室,位於喻家山人防山洞內的實驗室縱深150米,上面覆蓋層厚度大於40米。獨特的自然環境加上巧妙的實驗設計,實驗室具有恆溫(年溫度變化小於1C,日溫度變化小於0.005C)、隔振和電磁禁止等優越的實驗條件,屬於國際上幾個最好的靜態引力場實驗室之一。是國際上幾個最好的引力物理實驗室之一。實驗室近十年來購買了一批先進儀器設備,設備投資總額已超過6000萬元。此外,實驗室還研製了一系列具有國際先進水平的精密測量研究平台,如扭秤弱力測量系統,高精度重力測量平台、高靈敏度慣性感測平台。

科研人員

引力中心擁有一群以高學歷中青年為主體、理論和實驗相結合、具有一定學科交叉優勢、朝氣蓬勃而又具有相當實際工作經驗、能夠承擔高難度科學研究項目的科研群體,2002年被國家自然科學基金委員會評為創新研究群體,並於2004年獲得延續資助。引力中心近十年獲得縱向國家級科研課題30餘項,其中獲得科技部973項目2項(項目首席和依託單位),近五年科研經費總額超過6000萬元。引力中心目前總共60餘人,固定編制22人(其中院士1名,教授9人,博導7人,副教授3人,技術人員7人,博士後3人),博士研究生30餘人,碩士研究生10餘人。引力中心1人次獲國家傑出青年基金資助,2人次獲得全國百篇優秀博士論文,3人次入選教育部新世紀優秀人才支持計畫。2000和2006年先後兩次獲得湖北省自然科學一等獎,“十五”期間研製的簧片加速度計成功進行衛星搭載飛行試驗。

學術帶頭人

羅 俊 中國科學院院士 研究方向:引力實驗與理論

引力物理研究團隊

姓 名職稱/職務研究方向
劉中柱 教 授 引力及有關物理問題的理論研究
陳相松 教 授 粒子物理,規範場論,引力和宇宙學
羅鵬順 教 授 精密測量,引力實驗
邵成剛 教 授 精密測量,引力理論與實驗
楊山清 副教授 精密測量,引力實驗

原子分子光學研究團隊

職稱 / 職務 研究方向
胡忠坤 教 授 冷原子/分子精密測量
葉賢基 教 授 精密測量學,空間光學
馮 勝 教 授 精密光學測量
陸澤晃 教 授 精密光學測量
張 潔 副教授 精密光學測量
鄧 科 講 師 精密光學測量
周敏康 副教授 冷原子/分子精密測量
段小春 講師 冷原子/分子精密測量

重力測量研究團隊

職稱 / 職務 研究方向
周澤兵 教 授 精密重力測量和空間慣性感測器研究
吳書朝 教 授 精密重力測量和空間慣性感測器研究
劉向東 教 授 精密重力測量儀器設計、研製
塗良成 副教授 精密重力測量儀器設計、研製
陳 亮 副教授 精密重力測量儀器設計、研製
劉金全 副教授 精密重力測量儀器設計、研製
屈少波 講 師 空間慣性感測器研究
白彥崢 副教授 空間慣性感測器研究
蔡 林 博士後 地球物理研究
尹 航 博士後 精密測量

主任:王乃彥

副主任:胡文瑞 許厚澤

委員:張煥喬 葉朝輝 羅俊 馬龍生 蘇汝鏗 葉賢基

引力實驗中心

主 任:陸澤晃

副主任:楊山清 覃璇

主任助理:梅健偉 白彥崢

省部級重點實驗室

1 、基本物理量測量教育部重點實驗室

主 任:葉賢基

副主任:周澤兵 塗良成

2 、重力導航教育部重點實驗室( B 類)

主任:周澤兵

3 、引力與量子湖北省重點實驗室

主任:羅俊

研究方向

精密光學測量

精密重力測量研究

引力實驗與理論研究

冷原子分子精密測量

主要成果

1.萬有引力常數G的精確測量

採用精密扭秤周期法完成牛頓萬有引力常數G的測量(分別被命名為HUST99和HUST09,Phys. Rev. D 1999; Phys. Rev. Lett. 2009),最新的測G相對精度達到26ppm,是國際上精度優於50ppm的五個結果之一,也是採用扭秤周期法測G的最高精度的G值。測量結果被國際物理學基本常數委員會推薦的1998、2002和2006年的CODATA值所採用,該項研究成果分別獲得2000年湖北省自然科學一等獎和2003年全國優秀博士學位論文獎。

2.扭秤調製技術與光子靜質量的研究

提出並實現了光子靜止質量的上限旋轉扭秤調製法實驗檢驗,這一方案不僅克服了美國學者Lakes採用的靜態扭秤光子靜止質量實驗方案中宇宙磁場矢勢與扭秤檢驗質量的磁矩方向的不確定性問題,而且有效抑制了環境噪聲的影響。完成的實驗給出光子靜止質量上限為1.5×10g(Phys. Rev. Lett. 2003; Phys. Lett. A 2006),該實驗結果將目前國際上光子靜止質量的上限提高一個多數量級。實驗結果於2004年和2006年兩次被國際基本粒子數據組(Particle Data Group)收錄。該項研究成果獲2006年湖北省自然科學一等獎和2008年全國優秀博士學位論文。

3.扭秤雙調製法檢驗亞毫米範圍牛頓反平方定律

採用精密扭秤測量兩平行極板之間水平方向的非牛頓引力,實驗結果表明我們設計的精密扭秤的力矩解析度達到5×10Nm。在95%的置信水平下,我們的實驗結果驗證了牛頓反平方定律在作用程大於66μm範圍內的正確性;否定了弱電統一破缺能量標度為1TeV時在亞毫米範圍可能存在兩個額外空間維度的ADD理論預言,並給出若存在兩個額外空間維度則能量標度應大於2.8TeV,對應的尺度必須小於47μm的結論(Phys. Rev. Lett. 2007)。

4.空間加速度計研究

研製的空間簧片加速度計已於2006年9月9日搭載“實踐8號”育種衛星開展飛行試驗,該飛行試驗不僅驗證了該加速度計的性能指標,而且測量了太空飛行器的變軌等運動參數、微重力水平、低頻運動模式等,滿足了用戶需求,取得了圓滿成功。開展了高精度靜電懸浮加速度計研究,提出並利用扭擺懸掛法開展靜電懸浮加速度計的地面性能測試,地面測試結果表明該加速度計解析度達到了項目預期指標,已得到相關部門的高度肯定,目前已完成了工程樣機的製作,正在開展其測試工作。

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