告別“掘地三尺” 《自然》論文稱量子傳感器可探測地下
(記者 孫自法)地下探測工作有望告別破壞性的“掘地三尺”了。國際著名學術(shù)期刊《自然》最新發(fā)表一篇量子物理研究論文表明，一個基于原子的量子傳感器可通過精準測量重力場變化探測地表之下的特征。
這項研究工作支持了一個觀點，即量子傳感器可以為探測地下提供新工具，有助于繪制地質(zhì)結(jié)構(gòu)圖或測量考古文物。
該論文介紹，檢測重力場變化的傳感器有望繪制出地表或地下的大規(guī)模結(jié)構(gòu)。例如，機電重力儀已被應用于地球物理調(diào)查。但是在更小規(guī)模(米尺度)上應用這種技術(shù)，例如建筑工地上，則需要很長的測量時間消除局部地震噪聲或振動(如經(jīng)過的車輛或其他結(jié)構(gòu))，因而十分困難。
論文通訊作者、英國伯明翰大學邁克爾·霍林斯基(Michael Holynski)和合作者解釋稱，測量重力差異而非絕對值來抑制噪音效果，可克服這些限制。利用對環(huán)境高度敏感的量子系統(tǒng)可以實施此類探測，因而是理想的傳感工具。他們的設(shè)計是一種基于原子的設(shè)備，在英國的伯明翰市城市環(huán)境中進行的一項調(diào)查表明了其敏感性。該設(shè)備探測了兩棟多層建筑之間一條2米×2米的地下隧道。
《自然》同期發(fā)表意大利同行專家的“新聞與觀點”文章認為，這一量子傳感器可能有多種用途。城市工程師可利用它檢測棕地的近地表(地下10米)特征，這些特征可能會影響新的建筑。考古學家或可用于測繪墓穴和隱藏在地下的結(jié)構(gòu)。它可能還可用于測量地質(zhì)特征，例如含水層或土壤密度，以確定含水量。(完)
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