本文主要研究内容
作者刘建平（2019）在《基于高Q值石英丝的扭秤周期法测量万有引力常数G》一文中研究指出：描述物体间引力相互作用强度的牛顿万有引力常数G是最早被引入的基本物理学常数。由于引力作用微弱和不可屏蔽等原因致使G值测量精度是所有基本物理学常数中最差的。尤其困扰实验物理学家的是,国际上各个实验小组测得的G值在误差范围内不吻合,国际科技数据委员会2014年收录的十四个G值结果之间最大差异达到550 ppm。造成这种现状最可能的原因是这些实验中存在未被发现或正确认识的系统误差。基于这种现状,本实验室提出同时采用扭秤周期法和角加速度法这两种独立方法开展测G实验,目标精度是好于25 ppm。通过比较两种不同方法测量的结果,力求寻找其中可能存在的误差源,进而提高G值测量的置信水平。本课题为两种方法之一的扭秤周期法测G实验研究。本人在博士期间主要参与研制了 Q值达到5 ×104的镀膜石英丝,采用该镀膜石英丝开展测G实验,有效地将该方法中的主要系统误差项滞弹性效应从约212 ppm减小至约6 ppm。围绕提高球心间距测量结果的准确性开展了一系列实验研究:(1)采用改进的支撑系统支撑吸引质量球体,其位置稳定性和抗震动能力经测试好于0.1 μm;(2)测量了真空容器抽真空前后球间距的变化量为0.02(9)μm;(3)采用气浮法检验了球体的质心与形心偏离小于0.23(26)μm。最终球心间距测量精度好于0.37 μm,贡献G值不确定度小于9.53 ppm。此外,详细建模分析了实验中的磁场相互作用,并进行了相应的调制实验,评估出磁场效应对G值的误差贡献小于2.08 ppm。采用球谐函数展开的方法建模分析了背景引力场的影响,实验测量了环境的背景引力梯度,并采用在特定方位放置补偿质量的方法将该效应降低至1ppm以内。为了检验是否存在与实验装置相关的系统误差,在两套装置上先后采用4根石英丝,使用2套扭秤和吸引质量,完成7次G值测量,合成的G值结果为6.674184(78)×10-11 m3 kg-1s-2,相对不确定度11.64 ppm。由本小组其他实验人员获得的角加速度法测G结果为6.674484(78)×10-11 m3kg-1s-2,相对不确定度11.61 ppm。两种独立方法测得的结果均达到目前G值测量的最高精度且在3σ误差范围内吻合。
Abstract
miao shu wu ti jian yin li xiang hu zuo yong jiang du de niu du mo you yin li chang shu Gshi zui zao bei yin ru de ji ben wu li xue chang shu 。you yu yin li zuo yong wei ruo he bu ke bing bi deng yuan yin zhi shi Gzhi ce liang jing du shi suo you ji ben wu li xue chang shu zhong zui cha de 。you ji kun rao shi yan wu li xue jia de shi ,guo ji shang ge ge shi yan xiao zu ce de de Gzhi zai wu cha fan wei nei bu wen ge ,guo ji ke ji shu ju wei yuan hui 2014nian shou lu de shi si ge Gzhi jie guo zhi jian zui da cha yi da dao 550 ppm。zao cheng zhe chong xian zhuang zui ke neng de yuan yin shi zhe xie shi yan zhong cun zai wei bei fa xian huo zheng que ren shi de ji tong wu cha 。ji yu zhe chong xian zhuang ,ben shi yan shi di chu tong shi cai yong niu chen zhou ji fa he jiao jia su du fa zhe liang chong du li fang fa kai zhan ce Gshi yan ,mu biao jing du shi hao yu 25 ppm。tong guo bi jiao liang chong bu tong fang fa ce liang de jie guo ,li qiu xun zhao ji zhong ke neng cun zai de wu cha yuan ,jin er di gao Gzhi ce liang de zhi xin shui ping 。ben ke ti wei liang chong fang fa zhi yi de niu chen zhou ji fa ce Gshi yan yan jiu 。ben ren zai bo shi ji jian zhu yao can yu yan zhi le Qzhi da dao 5 ×104de du mo dan ying si ,cai yong gai du mo dan ying si kai zhan ce Gshi yan ,you xiao de jiang gai fang fa zhong de zhu yao ji tong wu cha xiang zhi dan xing xiao ying cong yao 212 ppmjian xiao zhi yao 6 ppm。wei rao di gao qiu xin jian ju ce liang jie guo de zhun que xing kai zhan le yi ji lie shi yan yan jiu :(1)cai yong gai jin de zhi cheng ji tong zhi cheng xi yin zhi liang qiu ti ,ji wei zhi wen ding xing he kang zhen dong neng li jing ce shi hao yu 0.1 μm;(2)ce liang le zhen kong rong qi chou zhen kong qian hou qiu jian ju de bian hua liang wei 0.02(9)μm;(3)cai yong qi fu fa jian yan le qiu ti de zhi xin yu xing xin pian li xiao yu 0.23(26)μm。zui zhong qiu xin jian ju ce liang jing du hao yu 0.37 μm,gong suo Gzhi bu que ding du xiao yu 9.53 ppm。ci wai ,xiang xi jian mo fen xi le shi yan zhong de ci chang xiang hu zuo yong ,bing jin hang le xiang ying de diao zhi shi yan ,ping gu chu ci chang xiao ying dui Gzhi de wu cha gong suo xiao yu 2.08 ppm。cai yong qiu xie han shu zhan kai de fang fa jian mo fen xi le bei jing yin li chang de ying xiang ,shi yan ce liang le huan jing de bei jing yin li ti du ,bing cai yong zai te ding fang wei fang zhi bu chang zhi liang de fang fa jiang gai xiao ying jiang di zhi 1ppmyi nei 。wei le jian yan shi fou cun zai yu shi yan zhuang zhi xiang guan de ji tong wu cha ,zai liang tao zhuang zhi shang xian hou cai yong 4gen dan ying si ,shi yong 2tao niu chen he xi yin zhi liang ,wan cheng 7ci Gzhi ce liang ,ge cheng de Gzhi jie guo wei 6.674184(78)×10-11 m3 kg-1s-2,xiang dui bu que ding du 11.64 ppm。you ben xiao zu ji ta shi yan ren yuan huo de de jiao jia su du fa ce Gjie guo wei 6.674484(78)×10-11 m3kg-1s-2,xiang dui bu que ding du 11.61 ppm。liang chong du li fang fa ce de de jie guo jun da dao mu qian Gzhi ce liang de zui gao jing du ju zai 3σwu cha fan wei nei wen ge 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自华中科技大学的刘建平，发表于刊物华中科技大学2019-04-24论文，是一篇关于万有引力常数论文,扭秤周期法论文,石英丝论文,误差分析论文,精密测量论文,华中科技大学2019-04-24论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自华中科技大学2019-04-24论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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