首次在太空中实现超冷原子干扰实验,有望更精确地检测引力波

  首次在太空中实现超冷原子干扰实验

  有望更精确地检测引力波

北京科学技术日报,4月15日(记者刘霞)根据最新一期的《自然通讯》杂志,德国科学家最近首次在探测火箭上成功实现了太空原子干涉测量。 考虑到原子干涉仪可以利用原子的波特性来进行极其精确的测量,例如测量地球的重力场或检测重力波,因此有望进行新的研究以更精确地检测重力波。

该研究由德国莱布尼兹大学领导,参与者包括来自许多德国大学的科学家,例如Domainz大学和德国航空航天中心。 他们于2017年1月发射了MAIUS-1任务,这是首次在太空中产生玻色-爱因斯坦冷凝物的火箭任务。

美因茨大学物理研究所的Patrick Windpasch教授解释说,当原子(rub原子)冷却到接近零(零下273摄氏度)时,会出现玻色-爱因斯坦凝聚物。 超冷系统在原子干涉测量领域具有巨大的潜力,温度已成为决定性因素之一,因为在较低的温度下,我们可以进行更准确和长期的测量。”

在最新的实验中,研究人员使用激光照射rub原子气体并将其分离,然后叠加。 根据从不同角度作用在作用域原子上的不同力,可以生成几种干涉图样。 使用这些图像,他们可以测量影响超冷原子的力(例如重力)等,并进行进一步的实验以测量地球的重力。 场,检测引力波,并测试爱因斯坦的等效原理。

温德帕西格说:“最新研究证明,超冷原子干扰实验不仅可以在地球上进行,而且可以在太空中进行。”

研究小组希望在不久的将来进一步研究高精度原子干涉仪的可行性,以测试爱因斯坦的等效原理。 他们计划在2022年和2023年发射另外两枚火箭,即MAIUS-2和MAIUS-3,并使用钾原子产生干扰模式。 通过比较id和钾原子的自由下落加速度,他们将能够以前所未有的精度检测等效原理。

研究人员说:“我们希望将来能在国际太空站的玻色-爱因斯坦凝聚态物质和冷原子实验室内进行这样的实验,该实验正处于计划阶段,以便获得更准确的结果。”

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这是在探测火箭上进行的实验。 一般来说,使用原子波特性的原子干涉仪可以执行极其精确的测量,例如重力波的检测。 超冷系统代表原子干涉术的未来-温度已成为此处的关键决定因素之一。 在较低的温度下,可以进行更准确和更长期的测量。 将来,可以在科学家期望的冷原子实验室内进行测量,其准确性甚至不会受到火箭上自由落体时间的限制。

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