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超冷原子干涉實(shí)驗(yàn)首次在太空實(shí)現(xiàn) 相關(guān)研究發(fā)表在《自然·通訊》雜志

2021-04-16 16:39:12來源：科技日報(bào)

據(jù)最新一期《自然·通訊》雜志報(bào)道，德國科學(xué)家近日在一枚探測火箭上首次成功實(shí)現(xiàn)了太空原子干涉測量

。鑒于原子干涉儀可以利用原子的波動特性開展極精確測量

，如測量地球的引力場或探測引力波等

，新研究有望更精確探測引力波

。

該研究由德國萊布尼茨大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)

，參與者包括多美因茨大學(xué)等多所德國大學(xué)以及德國航空航天中心的科學(xué)家

。他們于2017年1月啟動了MAIUS-1任務(wù)——這是首個在太空中生成玻色—愛因斯坦凝聚態(tài)的火箭任務(wù)

。

美因茨大學(xué)物理研究所的帕特里克·溫德帕斯格教授解釋說，原子(銣原子)被冷卻到接近絕對零度(零下273攝氏度)時

，會出現(xiàn)玻色—愛因斯坦凝聚態(tài)

，“這個超冷系統(tǒng)在原子干涉測量領(lǐng)域極具潛力

，溫度成為關(guān)鍵決定因素之一，因?yàn)樵谳^低溫度下

，我們可以開展更準(zhǔn)確

、更長時間的測量”。

在最新實(shí)驗(yàn)中

，研究人員利用激光照射銣原子氣體并將其分離

，然后讓其發(fā)生疊加。根據(jù)從不同角度作用域原子上的力的不同

，可以生成幾種干涉圖樣

，利用這些圖像，他們可以測量影響超冷原子的力(如引力)等

，并開展進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)

，以測量地球的引力場、探測引力波

，以及測試愛因斯坦的等效原理等

。

溫德帕斯格表示：“最新研究證明，超冷原子干涉實(shí)驗(yàn)不僅可以在地球上進(jìn)行

，也可以在太空實(shí)現(xiàn)

。”

研究團(tuán)隊(duì)希望，在不久的將來

，進(jìn)一步研究高精度原子干涉法的可行性，以測試愛因斯坦的等效原理

。他們計(jì)劃于2022年和2023年發(fā)射另外兩枚火箭MAIUS-2號和MAIUS-3號

，并使用鉀原子產(chǎn)生干涉圖案。通過比較銣原子和鉀原子的自由落體加速度

，他們將能以前所未有的精度檢測等效原理

。

研究人員稱：“我們希望未來在國際空間站上開展此類實(shí)驗(yàn)，在處于規(guī)劃階段的玻色—愛因斯坦凝聚態(tài)和冷原子實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部進(jìn)行

，以得到更精確結(jié)果

。”

責(zé)任編輯：孫知兵

關(guān)鍵詞：超冷原子干涉實(shí)驗(yàn)

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