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(xué)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(gè)基于原子的量子傳感器可通過精準(zhǔn)測量重力場變化探測地表之下的特征。 這項(xiàng)研究工作支持了一個(gè)觀點(diǎn)，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(jī)電重力儀已被應(yīng)用于地球物理調(diào)查。但是在更小規(guī)模(米尺度)上應(yīng)用這種技術(shù)，例如建筑工地上，則需要很長的測量時(shí)間消除局部地震噪聲或振動(dòng)(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(xué)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(shí)施此類探測，因而是理想的傳感工具。他們的設(shè)計(jì)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(jìn)行的一項(xiàng)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(diǎn)”文章認(rèn)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(huì)影響新的建筑?？脊艑W(xué)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)