Absolute gravimeter helium immersion experiment

本文的研究问题：由于落体释放和小车运动导致真空腔发生震动，这个震动会导致真空腔下部的“真空—空气”分界面上下运动，真空和空气的折射率是不同的，从而导致光程发生变化进而影响测量结果。

解决思路有两个，一个是将仪器至于真空之中，由于真空的制造使用维护起来都比较困难，此路暂时不通，另一种思路是用折射率接近真空的气体填充于仪器之中，从而在某种程度上改善测量结果。气体的最佳选择就是氦气。

氦气填充遇到的问题：本文中的实验是用一个“薄膜罩”罩住重力仪，再用氦气排出空气。两个问题，一个由于采用排气法，实际不能得到纯氦气空间，而是氦气和空气的混合物。文中采用一种自制的浓度测量仪器（原理是测量一个笛子的频率），开始是浓度达到要求后直接测量一百次，但发现测量完成后氦气浓度已经很低了（文章中提到，可能仪器内部氦气浓度还是比较高的）。后来采用二十五次一组，分了四组。第二个问题是仪器上的凹槽之类会积存空气，解决方法（inserting spacers to create air gaps）。

实际中用氦气代替空气还会遇到很多其他的问题，其中很多问题现在还不能确定，主要原因就是两种气体的折射率不同，从而会对重力仪中的光学元件造成影响，如一些入射角，准直照准等问题。

结果分析：文中对数据的分析是对残差进行“谱分析”(这个不太懂)，结论是五十赫兹处有一明显差异，而一百五十赫兹处明显相同。通过简单计算，文章认为高频对仪器影响不大，这个频率大概就是一百五十赫兹。同时发现氦气结果要比空气结果要小8–10 微Gal，还无法确定是氦气导致的系统差还是改善了测量结果。

真空腔震动的影响是无法通过最小二乘等方法处理掉的，只能通过物理方法减小（关于这一点还不是很明白）

个人意见：“真空-空气”分界面震动只是很多因素中的一个，我们无法确定其中哪些因素也在氦气中发生了变化，所以应该难以得到一个精确的结果，特别是很多因素都是与时间相关的。除非制造仪器时进行特别的改造，否则填充氦气还是很难应用 于实际应用 的（注意到氦气中的结果要偏小8–10 微Gal），我想如果能在实验室中制造一个真空空间测量再比对于空气测量，得到一个大致的改正值可能会更实用一些。

郁闷的是，这个光程变化问题实际上一开始自己也想到了，但没有深入想下去，也没有想到用别的气体改善，创新能力还是不行啊，另一方面怀疑能力差劲……&