华中科技大学引力中心的主要成果

1. 华中科技大学引力中心的主要成果

1.万有引力常数G的精确测量采用精密扭秤周期法完成牛顿万有引力常数G的测量（分别被命名为HUST99和HUST09，Phys. Rev. D 1999; Phys. Rev. Lett. 2009），最新的测G相对精度达到26ppm，是国际上精度优于50ppm的五个结果之一，也是采用扭秤周期法测G的最高精度的G值。测量结果被国际物理学基本常数委员会推荐的1998、2002和2006年的CODATA值所采用，该项研究成果分别获得2000年湖北省自然科学一等奖和2003年全国优秀博士学位论文奖。2.扭秤调制技术与光子静质量的研究提出并实现了光子静止质量的上限旋转扭秤调制法实验检验，这一方案不仅克服了美国学者Lakes采用的静态扭秤光子静止质量实验方案中宇宙磁场矢势与扭秤检验质量的磁矩方向的不确定性问题，而且有效抑制了环境噪声的影响。完成的实验给出光子静止质量上限为1.5×10g（Phys. Rev. Lett. 2003; Phys. Lett. A 2006），该实验结果将目前国际上光子静止质量的上限提高一个多数量级。实验结果于2004年和2006年两次被国际基本粒子数据组（Particle Data Group）收录。该项研究成果获2006年湖北省自然科学一等奖和2008年全国优秀博士学位论文。3.扭秤双调制法检验亚毫米范围牛顿反平方定律采用精密扭秤测量两平行极板之间水平方向的非牛顿引力，实验结果表明我们设计的精密扭秤的力矩分辨率达到5×10Nm。在95%的置信水平下，我们的实验结果验证了牛顿反平方定律在作用程大于66μm范围内的正确性；否定了弱电统一破缺能量标度为1TeV时在亚毫米范围可能存在两个额外空间维度的ADD理论预言，并给出若存在两个额外空间维度则能量标度应大于2.8TeV，对应的尺度必须小于47μm的结论（Phys. Rev. Lett. 2007）。4.空间加速度计研究研制的空间簧片加速度计已于2006年9月9日搭载“实践8号”育种卫星开展飞行试验，该飞行试验不仅验证了该加速度计的性能指标，而且测量了航天器的变轨等运动参数、微重力水平、低频运动模式等，满足了用户需求，取得了圆满成功。开展了高精度静电悬浮加速度计研究，提出并利用扭摆悬挂法开展静电悬浮加速度计的地面性能测试，地面测试结果表明该加速度计分辨率达到了项目预期指标，已得到相关部门的高度肯定，目前已完成了工程样机的制作，正在开展其测试工作。

2. 华中科技大学引力中心的介绍

引力实验中心于2000年批准成立了引力与量子湖北省重点实验室、2002年批准成立了基本物理量测量教育部重点实验室、2006年批准成立了科技部引力与固体潮国家重点野外科学观测研究站、2009年批准成立了重力导航教育部重点实验室（B类）。目前具有物理学一级学科博士点、博士后流动站。

3. 华中科技大学引力中心的中心简介

华中科技大学物理学院引力中心自1983年以来，一直从事与引力有关的各种物理规律实验检验及相关理论问题研究。在教育部、科技部、自然科学基金委等部门的长期重视与大力支持下，经过近三十年的努力，不仅成为我国目前唯一的引力实验研究基地，而且在国际舞台上占有一席之地。

4. 华中科技大学引力中心的山洞实验室

引力中心拥有一幢面积为2800平方米的实验楼和约4000平方米的山洞实验室，位于喻家山人防山洞内的实验室纵深150米，上面覆盖层厚度大于40米。独特的自然环境加上巧妙的实验设计，实验室具有恒温（年温度变化小于1C，日温度变化小于0.005C）、隔振和电磁屏蔽等优越的实验条件，属于国际上几个最好的静态引力场实验室之一。是国际上几个最好的引力物理实验室之一。实验室近十年来购买了一批先进仪器设备，设备投资总额已超过6000万元。此外，实验室还研制了一系列具有国际先进水平的精密测量研究平台，如扭秤弱力测量系统，高精度重力测量平台、高灵敏度惯性传感平台。

5. 华中科技大学物理学院的科学研究

学院一直重视科学研究，多年前开始致力于整合科研资源，建设科研团队。目前建设有引力实验与理论、精密重力测量、原子分子光物理、超快光学、量子光学、生物分子物理与模拟、凝聚态物理、材料物理、天体物理、粒子物理与宇宙学等十余团队。在学院师生员工的共同努力下，科学研究水平再上一个台阶。2011年至2013三年来，学院承担了国家科技部973计划、863计划3项，国家自然科学基金委项目 73项，经费总额达到9433万。发表SCI论文367篇，其中A类论文185篇。主要学科特色有：引力物理：牛顿万有引力常数G的测量结果从1998年以来一直被国际科技数据任务组（CODATA）收录、近距离牛顿反平方定律实验检验是国际上最好的几个结果之一、在国际上首次提出并完成宏观旋转物体等效原理实验检验、光子静止质量上限检验的实验结果被国际粒子物理数据组（PDG）收录等。原子分子光物理：因在研究微器件多能级原子与激光相互作用的特征和机理问题中系统建立了单原子有效拉曼理论、提出了光子和波色子型原子系统的全量子化处理新方法等贡献，获得国家自然科学二等奖；提出了系列极端超快光源产生与调控新方法、双色光场调控强场非次序双电离新方案等。凝聚态物理：提出有机磁理论模型并阐明其机理，预言了几种新型半金属磁体；在磁电子材料与自旋电子学、多铁耦合效应的调控等方面的研究工作产生了重要影响。理论物理:提出规范场的物理分解方法，为解决困扰核子自旋结构研究达20年的规范相关难题开辟了新的思路；提出磁耦合模型，是当前解释黑洞双星、活动星系核、伽玛暴中喷流形成的重要机制之一。把非线性关联方法用于生物序列分析，揭示了生物序列与结构之间的一些重要关系。