世界不思議

量子引力梯度儀面世 讓人類快捷探索地下世界


科學家新發明了一種量子測繪儀器。以前對地下隱蔽結構的測繪大約需要一個月才能完成,用這種新技術只需幾天就能完成,實現了測繪技術的突破。

量子理論相關技術用於洞察微觀世界,有著傳統物理理論無法比擬的優越性。但是,很多量子相關的技術目前只能在實驗室內展示它們的威力。英國伯明翰大學(University of Birmingham)的研究組發明的量子引力梯度計,是量子技術走出實驗室、在現實世界中一項了不起的應用。

這項技術利用各種物體對周圍環境產生的微小引力的差異,測繪地下結構。項目組成功地探測出一條埋在地下一米深處的隧道。

研究稱這項技術有著廣泛的商務應用前景,至少包括以下方面:

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• 降低建房、修鐵路和鋪設公路所需的成本,縮短工程週期;
• 提升對自然災害事件的預測能力,比如火山爆發;
• 探測隱藏的自然資源和各種人造結構;
• 在無需侵入式挖掘的情況下,探測各種考古遺址。

主要研究者之一伯明翰大學量子物理學教授凱‧邦斯(Kai Bongs)說:「這項技術就像是感應技術領域的『愛迪生發明』,將對社會生活、人文和經濟各方面帶來革命性的變化。我們的探索、建築和維修項目不再需要依賴有限的數據記錄和運氣。」

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更重要的是,這項技術可以方便地測繪地下結構。以前,由於測繪工作的複雜度,科研資源只能重點投入大家都想研究的區域,邦斯說「這導致人們對南極洲比對家門口街道下面幾英尺深處的地形更了解。這項新技術將結束這樣的局面。」

現有的引力感應器的測繪能力受到很多環境因素的限制,特別是環境中的顫動,使得測繪項目需要等待最佳的測量時間。要不是受到這個因素的限制,測繪工作的複雜度和成本都將大幅度降低。

這項新技術使用量子技術,徹底擺脫了環境中微振動和其它因素對測繪工作的限制,是量子技術在現實世界投入應用的一項飛躍。

研究者表示,有了這項新技術,測繪工作速度將提升10倍,原來需要一個月完成的工作,現在幾天就能完成。

知名建築公司RSK集團地球科學與工程技術總監喬治‧塔克威爾(George Tuckwell):「探測像礦井、隧道等地下設施的狀況,對於了解它們的穩定性,對設計、建造和維修各方面工作都具有重要意義。這項新技術將為地下測繪工作和各類建築項目帶來革命性的變化。」

英國國防科技實驗室(Defence Science and Technology Laboratory,縮寫Dstl)的量子感應學專家加雷斯‧布朗(Gareth Brown)說:「利用微引力進行快速和準確的測繪,對國防安全工作打開了新的局面,能夠探索以前難以探索的各種環境區域,實現以前難以進行的水下、地下導航等。」

這項研究發表於《自然》(Nature)期刊。

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