资讯：光晶格-原子干涉仪 | Nature- 大数跨境

两江科技评论

2024-07-02

导读：近日，美国加利福尼亚大学伯克利分校Cristian D. Panda，Holger Müller等，在Nature上发文，报道优化了晶格点阵干涉仪的重力灵敏度，并使用信号反转系统，以抑制和量化系统效应

文章来源：今日新材料

尽管重力在大尺度上是自然界的主导力量，但对于精密的实验室实验来说，重力仍然相对难以捉摸。例如，原子干涉仪是研究地球引力、引力常数、牛顿引力偏差和广义相对论的有力工具。然而，在自由落体中，使用原子将测量时间限制为几秒，并且当测量相互作用于较小源质量时，测量时间要短得多。

最近，已经演示了在光腔滤波的光晶格模optical-lattice mode中，原子悬浮70秒的干涉仪。然而，光学晶格必须通过施加比假定信号强十亿倍的力，用以平衡地球引力，因此，即使是微小的缺陷也可能产生复杂的系统效应。因此，晶格点阵干涉仪，尚未用于重力的精密测试。

近日，美国加利福尼亚大学伯克利分校（University of California，Berkeley）Cristian D. Panda，Holger Müller等，在Nature上发文，报道优化了晶格点阵干涉仪的重力灵敏度，并使用信号反转系统，以抑制和量化系统效应。

实验测量微型源质量的吸引力为

，并与牛顿引力一致，还排除了自然参数空间上的“屏蔽第五力screened fifth force”理论。6.2nms−2整体精度超过了自由落体中原子的最佳类似测量四倍以上。

这种原子冷却和倾斜噪声抑制，可进一步提高研究亚毫米范围的力，紧凑重力测量的灵敏度，测量引力Aharonov–Bohm效应和引力常数，以及测试引力场是否具有量子特性。

Measuring gravitational attraction with a lattice atom interferometer.

用晶格原子干涉仪测量万有引力

图1: 实验装置和晶格原子干涉仪轨迹。

图2: 实验时标。

图3: 测量数据集。

图4: 对牛顿引力偏差的约束。

文献链接

Panda, C.D., Tao, M.J., Ceja, M. et al. Measuring gravitational attraction with a lattice atom interferometer. Nature (2024).

https://doi.org/10.1038/s41586-024-07561-3

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07561-3

本文译自Nature。

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