回国后 ， 周敏康和团队研究的量子重力仪仍然停留在实验室阶段 。“第一代仪器体积很大 ， 几乎占满了整个房间 ， 经过几代更新之后 ， 一些内部装置逐步被改进 ， 仪器的体积也跟着变小 。”周敏康说 ， 要让量子重力仪真正做到方便好用 ， 还需要解决很多细小的问题 ， “隔震”就是其中之一 。
“地球有很多我们察觉不到的微小震动 ， 只有把这些震动隔开 ， 才能更精准地测量到地球的重力加速度 。”周敏康和团队计算后发现 ， 要将外界的震动频率降低到1赫兹以下 ， 需要在重力仪里放置1000米长的减震弹簧 。
于是 ， 在查阅了大量相关的文献后 ， 周敏康和团队最终研发出了一个超低频的主动隔震装置 ， “这个装置大小还不到0.5立方米 ， 但是能等效于1000米弹簧所带来的减震效果 。”周敏康说 ， 啃下了这块“硬骨头”后 ， 原子重力仪的测量有望适用于山地、市区和郊区等多种环境 ， 原子重力仪走出实验室逐渐成为可能 。
在周敏康和团队研发原子重力仪时 ， 我国许多行业测量重力的设备还需从国外进口 ， “那些设备一台就需要600多万元 ， 维修一次也要几十万元 。”周敏康说 ， 从2015年起 ， 他和团队决定将研究重点放在量子重力仪的工程实现上 。
锚定目标 ， 提升我国重力测量水平
确定方向后 ， 周敏康和团队不断将量子重力仪小型化 ， 将其中的零部件集成起来 ， “要达到行业应用 ， 就需要在许多方面与国际水平持平 。”经过技术突破 ， 引力中心团队研制的量子重力仪越来越精巧 ， 占地面积也从4平方米缩小到2平方米 。
2017年 ， 华中科技大学引力中心团队带着他们最新研制的仪器来北京参展 。“当时参展的重力仪来自全球多个国家 ， 原理和大小都不一样 ， 我们的仪器虽然不是最小的 ， 但精度却很高 。”周敏康说 ， 正因为高精度的优势 ， 他们被中国地震局地震研究所关注 ， 该所随后就和他们订购了一台量子重力仪 。
获得第一个订单后 ， 周敏康和团队的研发动力更足了 ， “我们自己做研究和交给别人用是两码事 ， 还需对仪器进行更新 。”2021年1月 ， 引力中心团队将研制的实用化高精度铷原子绝对重力仪装备成功交付给中国地震局地震研究所 ， 这时的量子重力仪占地面积只有0.6平方米左右 。交付后的仪器 ， 除了能进行高精度重力测量 ， 还能应用于水文学、地震学以及探测缝隙、渗坑、隧道和空腔的土木工程项目 。“今后我们国家测量绝对重力不需要依赖进口了 。”周敏康自豪地说 。
研究过程中 ， 周敏康和团队成员也遇到不少困难 ， “说实话 ， 问题有很多 ， 但是做了这么多年的研究 ， 我们积累了足够的经验和耐心 ， 总能想到解决的办法 。”回忆走过的科研道路 ， 周敏康很坦然 ， “我们引力中心有‘创新、吃苦、团队’的文化 ， 做到了这些 ， 就敢于面对任何困难 ， 也总会收获科研的果实 。”
谈到未来 ， 周敏康已有清晰的规划 ， 在致力于量子重力仪实际应用的同时 ， 他想更多回归科研创新与人才培养 ， “下一步 ， 我们还要在重力测量的精度上实现突破 ， 先从基础原理研究起 ， 再一步一步提升咱们国家在重力测量上的水平 ， 培养更多的专业人才 。”
《 人民日报 》（ 2022年04月14日 13 版）

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