扭秤周期法测G实验中的石英丝特性研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11405063
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2504.相对论、引力与宇宙学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The anelasticity is one of the largest systematic errors in determining G with the time-of-swing method. As proposed by Kuroda, the anelasticity is mainly limited by the fiber's Q factor. As a new kind of fiber with small mechanical loss, the Q factor of the silica fiber is generally higher than 100000, which is helpful to reduce the anelasticity. We will prepare silica fibers with diameters of 45-55 micrometers and length of 900 millimeters. To reduce the potential electrostatic effect, the silica fibers will be coated with thin layers of germanium and bismuth by using a magnetron sputtering coater. The properties of silica fibers, such as the thermoelasticity, nonlinearity, stability of the period, and so on, will be researched systematically. In our new G measurement with the time-of-swing method, we will use the coated silica fiber with Q factor of more than 100000 instead of the tungsten fiber to measure G directly, and the anelasticity will be controlled within 3ppm. Besides, the related researches on silica fiber will be used in other experiments with high precision, such as the tests of weak equivalence principle and gravitational inverse square law.
扭丝滞弹性效应是扭秤周期法测G实验中最大的系统误差之一。国际上关于该问题的理论和实验研究结果表明Q值约1000的传统金属丝滞弹性效应高达300ppm。作为一种新型低耗散扭丝,高纯度石英丝的Q值普遍在100000以上,即石英丝能够有效地减小滞弹性效应给扭秤实验带来的系统误差。本课题拟研制直径45-55微米、长度约900毫米的高Q值石英丝。通过镀膜技术解决丝不导电带来的静电干扰问题,镀膜后实现丝两端电阻小于1兆欧姆、Q值大于100000的目标。同时我们将系统地研究高Q值石英丝的性质,如热弹性、非线性、周期稳定性等。在对石英丝特性研究的基础上,我们将采用镀膜石英丝进行扭秤周期法测G实验,实现将滞弹性效应控制在3ppm以内的目标。关于高Q值镀膜石英丝特性的研究,亦将为弱等效原理和牛顿反平方定律的实验检验等其它高精度扭秤实验提供经验。

结项摘要

作为一种新型低耗散扭丝,高纯度石英丝的Q值普遍在100000以上。在精密引力测量实验中,采用高Q值石英丝能够有效地减小滞弹性效应、提高扭秤周期的测量精度和降低系统的热噪声。本项目制备了高 Q 值的石英丝,裸石英丝Q值高于500000,镀膜后石英丝的Q值达到100000水平,丝两端电阻约为4兆欧姆;测量了石英丝直径的均匀性、抗拉强度等参量;完成了镀膜石英丝悬挂的扭秤系统静电作用调制实验;测量了石英丝的热弹性、非线性效应,给出响应系数;完成石英丝扭秤系统的周期稳定性测量,三天扭秤数据的周期测量精度达到20us。将石英丝扭秤系统应用到万有引力常数G的精确测量实验中,测量的重复性达到15ppm,为目前国际上同种方法的最好水平。本项目基于高Q值石英丝的理论和实验研究将应用在其它精密测量与基础应用领域,如更高精度的检验等效原理、牛顿反平方定律等。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
引力常数G的测量实验中球三点支撑研究
  • DOI:
    10.1063/1.4944475
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    黎卿;刘建平;薛超;邬俊飞;杨山清;罗俊
  • 通讯作者:
    罗俊

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其他文献

万有引力常数G精确测量实验进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    刘建平;邬俊飞;黎卿;薛超;毛德凯;杨山清;邵成刚;涂良成;胡忠坤;罗俊
  • 通讯作者:
    罗俊
万有引力常数G的精确测量
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国科学:物理学 力学 天文学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    涂良成;邵成刚;胡忠坤;黎卿;罗俊
  • 通讯作者:
    罗俊

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AI项目思路

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黎卿的其他基金

基于大振幅扭秤测量引力常数G的方案研究
  • 批准号:
    11975104
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    60 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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