News Release 

捕获相对于掉落原子将“查询时间”扩展到20秒

American Association for the Advancement of Science

据一项新的研究披露,被捕获的悬浮在激光晶格上长达20秒的原子可以对重力进行高度灵敏的测量;这项研究描述了一种新的原子干涉仪方法。与以前的迭代相比,这种新的设计大大提高了重力测量的灵敏度和精度,它可用于测试广义相对论或进行其它的基础物理学研究。原子干涉仪是一种强大的技术,它利用超冷原子的量子特性来精确测量物理学的各个方面,例如惯性或重力,或用于寻找新的物理或原子现象。就像伽利略在比萨斜塔所做的著名实验一样,基于原子干涉法的重力仪可以通过观察“掉落”原子的行为来检测重力场中的微小变化。但是,重力测量的灵敏度和精度很大程度上取决于自由下落的原子可以被查询的时长以及其下落的距离,到目前为止,在10米的范围内,该距离一直仅限于2.3秒。Victoria Xu和同事并未将原子像球一样从塔上掉落,他们描述了一种能将查询时间扩展至20秒的俘获原子干涉仪。Xu等人用一种光学晶格来控制超冷原子并将其悬浮在适当的位置,从而极大地提高了在重力场中测量其行为的能力,并由此提高了重力测量的精度。更重要的是,这些结果显示了对振动噪声(这种噪声即使在最先进的原子重力仪中也是常见的)的超过10000倍的压制,从而极大地提高了测量的信噪比。作者显示,这种新的设计可实现高度灵敏、精确而又紧凑的原子设置。

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