该团队表示,这是世界上第一个在实验室条件之外应用的量子重力梯度仪。该仪器是根据英国国防部的合同开发的,并获得了英国研究与创新中心(UKRI)重力先锋项目的资助,用于寻找埋在地面以下一米的现实世界条件下的隧道。
这一成功开辟了一条商业道路,大大改善了对地下物质的测绘。这将意味着:
● 降低建筑、铁路和公路项目的成本和延误。
● 改进对火山爆发等自然现象的预测。
● 发现隐藏的自然资源和建筑结构。
● 在不破坏挖掘的情况下理解考古秘密。
在不确定性水平为20 E的情况下,在一个区域内使用0.5米空间分辨率的未来重力制图。
伯明翰大学冷原子物理系主任、量子技术传感器和计量中心首席研究员Kai Bongs说:“一张目前看不见的地下地图现在又向前迈进了一大步,结束了我们对南极洲的了解比我们街道下几英尺处的东西还多的局面。”
这一突破将使未来的重力测量变得更便宜、更可靠,交付速度提高10倍,并将测量所需的时间从一个月减少到几天。它有可能为重力测量带来一系列新的应用,为地下世界提供一个新的视角。
根据英国政府发布的量子报告,英国进行基础设施维护,需要每年花费50亿英镑在道路上挖400万个洞,之所以这么做竟然是因为人们不清楚地下设施的具体位置。而根据英国量子技术传感器和计量中心的最新视频,2013年至2030年,英国公共设施道路工程的预计累计总成本为3190亿英镑。
理论上,利用量子重力传感器,英国政府有望每年节省50亿英镑道路维修成本。
RSK公司地球科学和工程总监George Tuckwell教授说:“对矿山、隧道和不稳定地面等地面条件的探测,对我们设计、建造和维护住房、工业和基础设施的能力至关重要。这项新技术所代表的改进能力可能会改变我们绘制地图和交付这些项目的方式”
量子传感联合项目技术权威、英国国防科学技术实验室(Dstl)高级首席科学家Gareth Brown博士说:“对于国防和安全来说,精确、快速地测量微重力的变化为探测原本无法探测到的物体和在充满挑战的环境中更安全地导航提供了新的机会。随着重力感应技术的成熟,水下导航和揭示地下情况的应用将成为可能。”
这项突破是伯明翰大学、可持续发展解决方案提供商RSK、Dstl和技术公司Teledyne e2v之间的合作。
参考链接:
[1]https://www.nature.com/articles/s41586-021-04315-3
[2]https://www.birmingham.ac.uk/news/latest/2022/02/sensor-breakthrough-paves-way-for-groundbreaking-map-of-world-under-earth-surface.aspx
[3]https://www.ft.com/content/cd5db0c8-0bb2-47a0-9e40-57c3e9d95170
[4]https://www.vice.com/en/article/dyp5zz/quantum-sensor-opens-a-new-window-into-the-underground