iXblue推出的這款緊湊型差分量子重力儀系統基于“靈活的”激光系統;可探測埋入地下2m深的直徑為40cm的管道。
據麥姆斯咨詢報道,近日,總部位于法國圣日耳曼的高科技公司iXblue宣布了一項稱之為“世界上第一臺工業緊湊型可移動差分量子重力儀(DQG)”的科技突破。
圖1 iXblue的DQG由一個傳感器頭(上部)和控制單元(下部)構成
憑借其高靈敏度和未報告的穩定性,iXblue緊湊型重力梯度儀為近地表地球物理、土木工程和重力輔助導航提供了新的視角。
由iXblue量子傳感器部門開發(并驗證)的DQG工業原型可以同時測量重力加速度g及其垂直梯度Γzz的絕對值。
一方面,重力梯度對傳感器附近的質量異常更敏感,而其對振動的免疫力使其對較小物體更敏感。另一方面,重力對距離更遠的較大物體更敏感。DQG提供了兩全其美的結果,兩個數據集的融合有望消除重力異常質量的確定及其位置之間的模糊性。
同時測量重力加速度及其垂直梯度
iXblue的量子物理學家Camille Janvier解釋說:“我們的DQG原型是第一個提供這種同時測量的工業解決方案。它的優于1 E(1E = 10?? s?2 = 0.1 μGal/m)的分辨率使其能夠探測非常小的異常,同時又是非侵入性的,并且不需要對地形地貌有精確的了解?!?
他補充道:“我們的DQG可以探測地下近2m處直徑為40cm的管道?!?
iXblue的DQG測量的重力加速度g與該公司的商用絕對量子重力儀(AQG)的測量值具有相同的性能,其對垂直重力梯度Γzz的靈敏度目前受到純量子效應的限制。
這些性能的獲得得益于iXblue在為量子技術集成復雜系統方面積累的經驗。特別是,DQG具有一個緊湊、靈活的激光系統,類似于iXblue商業化的商用智能激光系統系列。它可以精確控制激光振幅、相位和絕對頻率,并具有快速可調諧性。
圖2 不同的重力源產生不同類型的梯度異常
Janvier補充道:“DQG的緊湊性及其所基于的現場測試技術,為在不久的將來在實際環境中部署這種新型量子傳感器開辟了道路,以研究現場質量分布的時間和空間變化。”
DQG現已投入商業使用。它是重力測量的一個突破性解決方案,可應用于:
- 探測地下腔室的土木工程和國防
- 提高采礦和勘探的能力
- 提高地熱儲層管理的準確性
- 改善基礎設施的監測
iXblue的DQG的品質是其團隊在這項技術背后的物理學方面的專業知識,以及與法國巴黎LNE-SYRTE實驗室(巴黎天文臺/巴黎文理研究大學(PSL)/法國國家科學研究中心(CNRS)/索邦大學(Sorbonne Univ.))學術團隊的緊密而富有成效合作的結果。
2022年5月19日,iXblue為有興趣了解這一進展的人們主辦了一場主題為 “Quantum Gravity Gradiometer for Accurate Underground Mapping”的網絡研討會。