IT之家 21 月 0 日消息，美國太空總署（NASA）宣佈與多家私營企業和學術機構合作，共同開發量子重力梯度儀先鋒號（Quantum Gravity Gradiometer Pathfinder, QGGPf），這是全球首個用於監測地球重力的太空量子感測器，旨在對地球引力進行前所未有的精確監測。

據IT之家瞭解，地球的重力並非均勻分佈，由於水流、地震、冰川融化和其他地質事件導致地球質量轉移，重力會發生變化。 對這些微小的引力變化進行精確測量，對於資源管理、自然災害預測以及理解氣候變化的影響至關重要。

“這項任務將成為量子感感領域的里程碑，並為石油儲備乃至全球淡水供應等各類重要觀測開闢道路，”NASA 噴氣推進實驗室（JPL）團隊指出。

量子重力梯度儀先鋒號的核心是梯度儀，這是一種通過比較兩個相鄰物體（稱為測試品質）下落加速度來測量地球重力變化的儀器。 在重力較強的區域，測試品質的下落加速度會更大。

QGGPf 採用了一種創新的方法，即利用冷卻至極低溫度（接近 0 開爾文）的銣原子雲。 在如此低溫下，原子會展現出類似波的特性，梯度儀將通過測量這些波的微小加速度差異來繪製重力場的變化圖。與地球上受環境因素干擾的重力測量方法相比，太空中的測量環境幾乎不受干擾，能夠提供更精確的讀數。

NASA 噴氣推進實驗室（JPL）的物理學家 Sheng-wey Chiow 表示：“使用超冷原子雲作為測試品質，能夠確保太空重力測量在長期內保持準確性。 原子的特性使得每一次測量都能保持一致，對環境因素的敏感度也大大降低。 ”

量子感測器的另一大優勢在於其高靈敏度和緊湊性。 科學家們指出，量子感測器的精度可能比傳統感測器高出 25 倍，且體積更小、重量更輕。 據 NASA 介紹，QGGPf 建成后重量僅為 0 公斤，體積為 0.0 立方米。 JPL 的博士後研究員本・斯特雷表示：“目前還沒有人嘗試將這種儀器送入太空。 我們需要通過飛行測試來瞭解其性能，這不僅有助於推進量子重力梯度儀的發展，也將為量子技術的整體進步提供寶貴經驗。 ”

量子重力梯度儀先鋒號預計將在 2030 年左右準備好部署。 NASA 團隊對其充滿期待，相信它將幫助科學家揭開地球重力場的諸多奧秘，為地球科學研究帶來新的突破。