跳到主要内容

话题

量子光学器件

量子光学器件

等价原则通过原子检验

16 Nov 2004 IsabelleDumé.

德国的物理学家使用了原子干涉仪在原子水平上进行了对等效原则的最准确测试。 Sebastian Fray和同事在Max Planck船普朗斯·瓦斯·古代光学研究所,慕尼黑大学和Tuebingen比较了地球引力场中的两种同位素的加速(Arxiv.org/abs/Physics/0411052)。正如预期的那样,原子以相同的速度加速。

弱等价原则是一般相对论的基石,并且在没有其他力量的情况下,所有物体都在重力的影响下具有相同的加速度。涉及在月球上偏离镜子的激光束的实验已经证实了地球和月亮以相同的速度加速到太阳,以便在10分之一13。然而,一些理论家已经预测,当使用诸如原子的量子物体进行引力实验时可能出现新物理学。

传统的干涉仪通过分裂相干光束,然后在检测器处重新组合不同的部件。如果两个组件在重组时处于相位,则干扰是建设性的,并且两个组件彼此加强。但是,如果两个组件不相位,则它们互相取消。这导致了明亮和黑暗的条纹的特征模式,这种模式可以用作“ruler”测量小距离。

原子干涉测量法是相似的,但依赖于原子的束而不是光束。此外,驻留光波用于分割和重新组合光束。原子干涉仪已经用于测量地球’对10的准确性-9.

在磁光阱中捕获大约百亿铷-85或铷-87原子,磨损和同事开始。然后它们使用激光束来向上加速原子。当激光束断开时,原子在重力的影响下倒下。干涉仪允许团队衡量加速度G85 and g87,两种类型的原子。

团队发现(g85 -G 87 )/G 85 = 1.2 x 10-7,误差栏为1.7 x 10-7,这与两种加速度相同,根据等价原则。磨损和同事还发现,在两个不同的内部状态下铷-85原子的相对加速在误差条内相同。新实验比以前与原子相对性的先前测试更准确。

版权©2021由IOP Publishing Ltd和个人贡献者