7月25日，記者從中科院武漢物數(shù)所獲悉，該所詹明生與王謹(jǐn)研究員領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，成功研制出以銣－85原子作為測(cè)試質(zhì)量的冷原子絕對(duì)重力儀（型號(hào)WAG－H5－1），這是目前國(guó)際上唯一一臺(tái)基于銣－85原子的可搬運(yùn)冷原子絕對(duì)重力儀。該重力儀參與了絕對(duì)重力儀國(guó)際比對(duì)，測(cè)量結(jié)果獲得了國(guó)際計(jì)量局的認(rèn)可。

重力儀在地球物理學(xué)、測(cè)地學(xué)和計(jì)量學(xué)等領(lǐng)域是不可或缺的儀器，在資源勘探、慣性導(dǎo)航領(lǐng)域有重要應(yīng)用。冷原子絕對(duì)重力儀利用激光與重力場(chǎng)中自由下落的冷原子團(tuán)相互作用，構(gòu)成干涉環(huán)路，通過(guò)測(cè)量處于不同態(tài)的原子布居數(shù)得到干涉條紋，并由條紋的相位推導(dǎo)出儀器所在地的絕對(duì)重力值。冷原子絕對(duì)重力儀相比于傳統(tǒng)的落體角錐式激光干涉絕對(duì)重力儀具有高靈敏度、自校準(zhǔn)、可長(zhǎng)期連續(xù)觀測(cè)、無(wú)機(jī)械磨損和維護(hù)成本低等方面的優(yōu)勢(shì)。然而，冷原子重力儀的實(shí)驗(yàn)裝置和操作非常復(fù)雜，如何研制出精準(zhǔn)又易搬運(yùn)的集成化重力儀，成為其能夠媲美乃至超越角錐式激光重力儀的關(guān)鍵。

在研制過(guò)程中，以副研究員湯彪和博士生黃攀威為主的課題組成員為了實(shí)現(xiàn)儀器可搬運(yùn)的同時(shí)滿足高精度重力測(cè)量的要求，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了緊湊的鈦超高真空系統(tǒng)、小型化光路系統(tǒng)和集成化電路控制系統(tǒng)，突破了主動(dòng)隔振和地球轉(zhuǎn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)，對(duì)新發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)不同于銣－87體系的系統(tǒng)誤差項(xiàng)進(jìn)行了仔細(xì)評(píng)估，最終成功實(shí)現(xiàn)了可搬運(yùn)高精度的銣－85冷原子絕對(duì)重力儀。該重力儀經(jīng)過(guò)從武漢到北京長(zhǎng)達(dá)1200km的公路運(yùn)輸，參加了四年一度的國(guó)際絕對(duì)重力儀比對(duì)，其重力測(cè)量絕對(duì)值的偏差、擴(kuò)展不確定度、靈敏度、長(zhǎng)期穩(wěn)定度等測(cè)量結(jié)果獲得了國(guó)際計(jì)量局的認(rèn)可。

據(jù)悉，作為國(guó)際上唯一一臺(tái)基于銣－85原子的可搬運(yùn)冷原子絕對(duì)重力儀，其增加了國(guó)際比對(duì)中重力儀的測(cè)試質(zhì)量和技術(shù)路徑的多樣性，這對(duì)于發(fā)現(xiàn)國(guó)際絕對(duì)重力測(cè)量基準(zhǔn)網(wǎng)可能存在的測(cè)量偏差有著重要意義。該研究獲得了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金和中科院先導(dǎo)專項(xiàng)的資助。該儀器研制過(guò)程的實(shí)驗(yàn)研究成果近日發(fā)表于國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《計(jì)量》。