News Release 

原子を落下せずに捕獲することによって「原子の取り調べ(調査)時間」を20秒間に延長

American Association for the Advancement of Science

原子干渉計に対する新たなアプローチに関する新たな研究によると、原子を捕獲して、20秒間にわたりレーザー光格子の上に浮遊させることによって、重力の高感度測定が可能になるという。この新設計は従来のものよりも重力測定の感度および精度を大幅に向上させることができることから、一般相対性理論の試験など基礎物理学に関する調査に使用することができると思われる。原子干渉計は強力な技術であり、超低温原子の量子的性質を使用して、慣性もしくは重力などの物理学のさまざまな側面を正確に測定することができ、新たな物理的もしくは原子的現象を探求できる。原子干渉計に基づく重力計では、ガリレオの有名なピサの斜塔の実験のように、「落下した」原子の挙動を観測することによって、重力場のかすかな変動を検出することができる。しかしながら、重力測定の感度および精度は、自由落下する原子を取り調べ(調査)することができる時間の長さや原子の落下距離に大いに依存しており、現在までのところ、10mの落下距離でたったの2.3秒に限定されていた。Victoria Xuらは、原子をボールのように塔から落下するよりはむしろ、捕獲された原子による干渉計によって取り調べ(調査)時間を20秒まで伸ばすことができたと述べている。Xuらは光格子を使用して、超低温原子を制御、所定の位置に浮遊させることにより、重力場における原子の挙動を測定する能力、またその延長で、重力測定の精度を大いに向上させている。さらに、最も最先端の原子重力計でさえ良く見られる振動ノイズが10,000倍超抑制されることが今回の結果から示されており、測定のSN比が大幅に改善される。感度および精度が高いがコンパクトな原子配置がこの新設計によって可能になることを著者らは示している。

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