在物理學領域，重力一直是我們研究的焦點。從理解基本物理定律到預測自然災害，精確測量重力是不可或缺的。測量這種無處不在的力需要使用重力儀。然而，傳統(tǒng)重力儀通常體積龐大，需要固定在專門的基座上才能進行測量，這使得它們難以在需要移動的環(huán)境中使用。

要想讓重力儀更小化，主要有兩個障礙。首先，使用室溫器件的重力儀雖然表現(xiàn)出完美的精度，但器件使用的一般是由表現(xiàn)出老化效應的材料制成，這也就意味著重力儀會隨著事件的推移而失去準確性。其次，使用超導器件可以實現(xiàn)更高的穩(wěn)定性，但要保持低溫需要耗費大量的能量。

那么，有沒有可能設計出這樣的一種重力儀：跟超導懸浮一樣的效果，但是不要求低溫而只是室溫，并且不使用表現(xiàn)老化效應的材料？最近發(fā)表在《物理評論快報》上的一項研究提出了一個突破性的進展：一種利用抗磁懸浮微振子的微型室溫重力儀，能夠以極高的精度檢測地球潮汐。

該設備由兩個磁鐵組成：一個大型的固定磁鐵以及一個位于其下方幾厘米的小型215毫克試驗磁鐵。試驗磁鐵的上下兩側(cè)被磁場排斥的石墨板所包圍。固定磁鐵產(chǎn)生的向上力與試驗磁鐵的重量相平衡，使其能夠懸浮。試驗磁鐵與兩塊石墨板之間的微弱排斥力確保了磁鐵在垂直方向上的穩(wěn)定振動。通過調(diào)整兩石墨板間的距離，研究團隊將振動頻率降至約1赫茲，實現(xiàn)了更高的測量靈敏度（頻率越低，測量越靈敏）。

任何重力強度的變化都會影響試驗磁鐵的平衡位置。為了探測這種變化，一根連接至試驗磁鐵的細銅線被垂直懸掛，其末端部分阻擋了一束射向光電探測器的激光。重力的細微變動會使磁鐵及銅線上升或下降，進而改變射向光電探測器的光線量，從而影響探測器的輸出電壓。

該新型重力儀擁有15μGal/√Hz的加速度靈敏度和低至61μGal/天的漂移，這表明其具有出色的時間穩(wěn)定性。為了測試該裝置，研究人員用它來測量由太陽和月球的表觀運動引起的重力的微小變化，這些變化與導致潮汐的變化相同。在真空室中設置設備后，他們等待了數(shù)周，直到設備內(nèi)部的條件穩(wěn)定下來，然后進行連續(xù)測量五天。

測量數(shù)據(jù)與理論預測的相關系數(shù)達到 0.97，證明了該儀器的卓越精度。這種準確性對于地下密度勘測和預測自然災害等應用至關重要，即使是微小的差異也可能導致截然不同的結果。

這項技術的潛力是巨大的。隨著一些適度的改進，研究人員設想將這種重力測量發(fā)展成適合移動平臺（如無人機）的芯片尺寸設備。這種便攜性可能會徹底改變我們進行重力相關測量的方式，使其在各種環(huán)境中都易于訪問，而無需大型設備。