本期發布人:
浙江工業大學理學院院長 林強教授
發布內容:走進量子新時代——量子重力儀研發與應用
「我想問一下,在您年輕的時候從事學術研究的過程中,有感到倦怠的時候嗎?每當這個時候您是怎麼幫助自己重拾信心?」
當一個年輕的略帶緊張的聲音從觀眾席中傳出,臺上的林教授沒有馬上回答,他思索了片刻,緩緩拿起了話筒。
「很高興有人問到這個問題。科學研究其實很多時候都是在黑暗中探索,見到光明的時間並不是太多,而科學精神就是面對未知依然保持探索的勇氣。做科學研究要長期積累,不知道結果的事,更要耐得住寂寞,這也是今天我想告訴在座所有人的。」
前日,浙江工業大學理學院院長林強教授帶來了他的科技成果科普發布——《走進量子新時代,量子重力儀研發與應用》,這個平時埋頭鑽研的科學家,專門抽出時間向更多大眾傳播自己的研究成果。
從陸地到海洋
量子重力儀實現重力場精密測量
重力測量的應用很廣泛,不僅可用於資源勘探、地球物理、地震研究、水文監測,還能用於慣性導航、考古挖掘、空穴探測等。如果能精確測量出重力加速度,有助於判斷出什麼地方會有石油、礦產等資源。
林教授的團隊基於量子重力儀,開展了多種應用試驗,在地震臺站中實現了絕對重力的連續觀測,為地震預報等研究提供了一種重要手段。地震會引起重力場變化。曾經發生在巴基斯坦的一次地震,讓遠在杭州的量子重力儀無意中記錄了地震的完整信號。
這個團隊研發的重力儀,作為首個參與地震系統絕對重力比對的量子重力儀,參與中國地震局組織的絕對重力比對,測量效率和性能得到認可。有望為水庫引發地震的預測預報、水庫大壩的安全評估、水庫蓄水量的監測等提供技術支撐。
接下來,量子重力儀還將搭載科考船進行海洋重力場勘測,並有機會參與國家重大工程——中國大陸構造環境監測網絡工程。
讓現場聽眾腦洞大開的是,未來還能將量子重力儀搭載在飛機、衛星等遙感平臺,擴展量子重力儀應用領域。如果能讓量子重力儀登上月球,也許還會有更大的發現。
從依賴進口到自主創新
關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的
在重力測量領域,國內曾經高度依賴進口儀器,中美發生「貿易戰」後,儀器進口、技術交流全面受限,對國產精密測量儀器的需求迫在眉睫。
「習近平總書記指出,核心技術是國之重器,關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的。」林教授說,在這一點上,他的感受非常深刻,選擇研究方向一定要和國家需求結合起來。
從高度依賴進口儀器到擁有完全自主智慧財產權,量子重力儀的研發,歷時15年。從2013年第一代實驗驗證樣機,到2015年第二代工程樣機,到2019年第三代商用樣機,測量精度提升10倍,測量速度提升2倍,體積和質量減少60%。經中國地球物理學會組織鑑定,性能達到國際先進水平。
值得一提的是,2016-2017年,實驗室研製的ZAG系列量子絕對重力儀第二代、第三代產品先後參加了亞太地區絕對重力儀測量比對和全球絕對重力儀測量比對,實現了我國量子絕對重力測量儀器在國際重力儀比對中零的突破。
從重力測量到引力測量
未來還可能應用在衛星上
林教授介紹,今後還將開拓量子陀螺儀、量子指北儀等新型量子儀器的研究。將重力測量拓展到引力測量,為引力波、空間科學等基礎物理研究提供技術支撐。
讓現場聽眾腦洞大開的是,未來還能將量子重力儀搭載在飛機、衛星等遙感平臺,擴展量子重力儀應用領域。如果能讓量子重力儀登上月球,也許還會有更大的發現。
活動現場,林教授帶領的微伽量子團隊作為一支年輕化的創新創業團隊也來了一次現場亮相。「我們的使命是將量子重力儀搬出實驗室,進行產業化,使得我們的儀器能夠更好地服務於我們國家的經濟和國防建設。」微伽量子負責人翁堪興說。
科學Q and A
1.關於如何在普通公眾理解和科研成果之間有效地架起橋梁,您有什麼更好的建議,可以讓各個領域的科技成果更好地貼近大眾嗎?
以科普的形式發布科技成果,能夠把科普和我們自己的科研緊密結合在一起,我覺得是非常有創意也非常有意義的事情。社會上對我們科技工作者在做些什麼事情,取得的科研成果對經濟社會的發展有什麼意義,都是很關心的。所以我特別願意來參加今天的活動。我也希望將來有更多的科學家能夠加入到這個行列中來。
2.在您眼裡,我們這一代渴望投身學術的年輕人最值得踐行的學術精神是什麼?
我覺得學術精神最重要的是兩點,一個是實事求是,另一個是追求真理。要問自己,什麼是事實,不要被想看到的所誤導。
我想說的是,我們不管做任何事情,如果想要有所成就,都要長期堅持不懈。可以把大目標分成很多小目標,每完成一個小目標,就會得到一個「小歡喜」,每一個「小歡喜」集合起來,都會成為你前行的強大動力。