更精微地感知重力(科技自立自强·青年科学家)

本文转自:人民网
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图为周敏康在实验室工作 。
罗 覃摄
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为了研制量子重力仪 , 并让它从实验室走向行业应用 , 华中科技大学引力中心教授周敏康和团队用了整整15年时间 。其间 , 他和团队成员沉潜专注、精益求精 。这台仪器让我国在冷原子干涉重力测量方面实现弯道超车 , 达到国际先进水平 。
早上8点半 , 华中科技大学引力中心教授周敏康准时来到引力中心实验室 , 换上白色实验衣后 , 打开电脑开始了一天的工作 。他的身旁 , 一个圆柱形仪器格外引人注目 。
“这是我们交付给中国地震局地震研究所的量子重力仪 , 能达到微伽水平 。”见到采访人员一脸疑惑 , 周敏康解释道 , “‘伽’是重力加速度单位 , 为纪念意大利科学家伽利略而命名 , 我们这台仪器能感知到量级的重力加速度 , 是微伽级的绝对重力仪 。”
为了研制这台量子重力仪 , 并让它从实验室走向行业应用 , 周敏康和团队用了整整15年时间 。作为我国首台为行业部门研制的量子重力仪 , 这台仪器让我国在冷原子干涉重力测量方面实现弯道超车 , 达到国际先进水平 。
沉潜科研 , 在山洞里写出第一篇论文
2001年 , 周敏康来到华中科技大学学习物理学专业 。刚进入大学的周敏康 , 心中并没有特别明确的人生方向 。在一堂力学课上 , 他被教授罗俊所吸引 。“罗老师是一个想做事的科学家 。”后来 , 周敏康加入了罗俊和胡忠坤的团队 , 2004年 , 他正式进入了华中科技大学引力中心 。
引力中心的原子重力仪课题从零起步 。一开始 , 条件简陋 , 实验室设在华中科技大学喻家山的山洞中 , 实验室四周全是斑驳的水泥墙 , 洞里的甬道也都是泥巴路 。在导师的带领下 , 周敏康和同事从“水电工”做起 , 把山洞里的房间一点点装修成干净的实验室 , 再跟着前辈们去研究原子重力仪 。
到2006年 , 周敏康和团队正式搭建起原子重力仪的平台 , 此后 , 他们的研究每年都能迈一个台阶:2007年能做冷原子实验 , 2008年可以形成原子喷泉 , 2009年可以看到原子干涉……实验室在发展 , 周敏康也在成长 , 可在引力中心待了6年的周敏康还没有发表一篇研究性论文 。
周敏康没日没夜待在山洞里 , 远离了喧闹 , 但他却始终坐得住 , 沉潜科学研究 , 不感觉辛苦 。“我反而觉得很幸运 , 因为在山洞做实验很安静 , 震动小 , 温度也很恒定 , 很多人还没有我们这个条件呢!”周敏康说 , 引力中心良好的学术氛围也让他受益匪浅 , 他不需要担心研究经费的问题 , 更不需要考虑科研成果考核带来的压力 , “我们的研究在国内没有先例可循 , 哪怕没有论文 , 也能得到导师和团队的认可 。”
2010年 , 周敏康和团队发明了一种在线测量真空里磁场的方法 , “我们测量的原子是在真空管内 , 但它们还是会受到磁场影响 , 在不破坏真空管的条件下 , 我们用原子自身量子态对磁场的敏感性测了磁场 , 然后改正此前测量到的重力的误差 。”凭借此项创新性的实验成果 , 他才真正发表了第一篇研究性学术论文 。
脚踏实地 , 下决心让成果走向行业应用
2011年博士毕业后 , 周敏康继续留在引力中心做博士后研究 , 一年之后 , 他获得了到法国公派留学机会 。当时 , 法国在原子干涉仪方面的研究已经处于全球顶尖水平 , 这也开阔了周敏康的视野 。2013年 , 华中科技大学引力中心团队研发了一款超高灵敏度重力仪 , 分辨率达到当时的国际最好水平 , 这让他很是振奋 。“人家做了几十年了 , 我们才做十几年就有这样的成果 , 除了引力中心的氛围外 , 更是国家几十年来对基础研究大量投入的结果 。”