万有引力常数G最精确值诞生！《自然》刊发华中大罗俊团队研究成果

华中科技大学引力中心罗俊院士团队历经30年研究，测出目前国际上最精准的万有引力常数G值。北京时间8月30日出版的《自然》刊发了他们的这一研究成果。该成果为物理学界确定高精度的引力常数G的推荐值作出实质性贡献，提升了我国在基础物理学领域的话语权。

常数G是万有引力的一个数值。牛顿万有引力定律指出使苹果落地的力和维系行星沿椭圆轨道运动的力本质一致，而这种力在我们生活中无处不在，小到看不见的基本粒子，大到宇宙天体。

要计算物体间的万有引力，需知道引力常数G的大小，过去200多年中, 人们在测G过程中付出了极大努力， 但由于测量过程异常繁琐、复杂，测量精度的提高非常缓慢，很多与之相关的基础科学难题至今无法解决。

论文通讯作者之一、团队核心成员、华中大引力中心杨山清教授介绍，从上世纪80年代起，中国科学院院士、华中大物理学院罗俊团队开始采用扭秤技术精确测量常数G，1999年得到了第一个G值，被国际科学技术数据委员会录用。

                                                                              ▲ 罗俊院士（右）指导研究团队

2009年，团队发表新的结果，相对精度达到26ppm（比率单位，1ppm=百万分之一）。该结果是当时采用扭秤周期法得到的最高精度的G值，被国际科学技术数据委员会收录命名为HUST-09。

2008年起，鉴于国际上各个小组G值测量结果相互之间不吻合，为弄清G值的测量是否与方法相关，罗俊团队开始同时采用两种完全不同的实验方法——扭秤周期法和扭秤角加速度反馈法进行G值的精确测量。

在学界，G值的测量原理早已十分明确，但测量过程却异常繁琐、复杂，在一种测量方法中，往往包含近百项的误差需要评估。罗俊团队与两种方法相关的装置设计及诸多技术细节均由团队成员自己摸索、自主研制完成。

经过十年的沉淀，罗俊团队给出了目前国际上最高精度的G值：相对不确定度优于12ppm，实现了对国际顶尖水平的赶超。

以往国际上不同实验小组的G值测量的精度在10的负5次方，相互之间的吻合程度仅达到10的负4次方的水平，此次罗俊团队采用两种不同方法测G，吻合程度接近10的负5次方。

                        ▲团队自主研发的各种仪器 设备

华中大引力中心在短短30多年里，逐步走向世界前沿，被国际同行称为“世界的引力中心”。目前，团队研发的精密扭秤技术已成功应用在卫星微推进器的微推力标定、空间惯性传感器的地面标定等方面，这些仪器为精密重力测量国家重大科技基础设施以及空间引力波探测――“天琴计划”顺利实施奠定了良好基础。

文/报驻鄂记者钱忠军 通讯员王潇潇 高翔 图/华中大物理学院

作者：钱忠军
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责任编辑：朱辉

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