人民網武漢8月30日電 8月30日，《自然》雜誌刊發了中國科學院院士羅俊團隊最新測G結果，該團隊歷經30年艱辛測出了截至目前常數G的最精確值。
解牛頓未解之謎
牛頓萬有引力定律指出了使蘋果落地的力和維繫行星沿橢圓軌道運動的力本質一致，而這種力在我們生活中無處不在，小到看不見的基本粒子，大到宇宙天體，這就是「萬有引力」。
要計算物體間的萬有引力，則需知道引力常數G的大小，但令人遺憾的是截至目前，我們並不知道G的精確值是多少。對萬有引力常數G的精確測量不僅具有計量學上的意義，其對於檢驗牛頓萬有引力定律及深入研究引力相互作用規律都具有重要意義。
萬有引力常數G是人類認識的第一個基本常數，但是G值的測量精度是目前所有基本常數中最差的，因為精度問題很多與之相關的基礎科學難題至今無法解決。
此次羅俊團隊採用兩種不同方法測G，精度均達到國際最好水平，這將為提升我國在基礎物理學領域的話語權、為物理學界確定高精度的引力常數G的推薦值做出實質性貢獻。
蟄伏三十年 開啟測地觀天新階段
羅俊團隊從上世紀八十年代就已開始採用扭秤技術精確測量萬有引力常數G，歷經十多年的努力於1999年得到了第一個G值，被隨後歷屆的國際科學技術數據委員會（CODATA）錄用。科學探索的腳步沒有就此止步，該團隊對實驗方案進行了一系列優化以及對各項誤差進行更深入的研究，又歷時十年，於2009年發表了新的結果，相對精度達到26ppm。該結果是當時採用扭秤周期法得到的最高精度的G值，也被隨後的歷屆CODATA所收錄命名為HUST-09。
如今，又經過一個十年的沉澱，羅俊團隊再次一鳴驚人，採用兩種不同方法測G，給出了目前國際上最高精度的G值，相對不確定度優於12ppm，實現了對國際頂尖水平的趕超。羅俊團隊所在的引力中心在短短30多年裡，從無到有，從有到強，逐步走向世界前沿，被國際同行稱為「世界的引力中心」。
在學界，G值的測量原理早已十分明確，但測量過程卻異常繁瑣、複雜。在一種測量方法中，往往包含近百項的誤差需要評估。本次實驗中，為了增加測量結果的可靠性，實驗團隊同時使用了兩種獨立的方法，分別是扭秤周期法和扭秤角加速度反饋法。這兩種實驗方法雖已不再新奇，但與兩種方法相關的裝置設計及諸多技術細節均需團隊成員自己摸索、自主研製完成。在此過程中一批高精端的儀器設備被研發，且其中很多儀器已在地球重力場的測量、地質勘探等方面發揮重要作用。如團隊發展的精密扭秤技術已經成功應用在衛星微推進器的微推力標定、空間慣性傳感器的地面標定等方面，這些儀器將為精密重力測量國家重大科技基礎設施以及空間引力波探測——「天琴計劃」的順利實施奠定良好的基礎。
論文的通訊作者之一、團隊核心成員、華中科技大學引力中心楊山清教授感慨道：從上世紀80年代羅老師開始進行萬有引力常數G的精確測量實驗研究至今，他已將其看作是畢生的事業，幾十年如一日的在山洞實驗室工作。
「G值的測量並非一勞永逸，它需要有科學家持續為它『保鮮』，但是對它的測量又及其艱辛，而羅俊團隊通過30年的努力，貢獻了目前世界上最為精確的G值，中國應該為擁有這樣一個能夠持之以恆並永遠保有熱情的團隊而驕傲！」美國國家標準與技術研究所聯合的研究所JILA實驗室前主席、美國總統科技獎獲得者James E. Faller教授對此次羅俊團隊取得的成績這樣評價道。（周雯 王瀟瀟 高翔）
(責編：關喜豔、張雋)