原子干涉测量法首次在空间中展示


由原子干涉仪信用照片/©:Maike Lachmann,IQO产生的干扰图案的示例

使用用于此目的的原子的原子干涉仪来实现极其精确的测量。

因此,它们可以例如用于测量地球的重力场或检测引力波。来自德国的一个科学家团队现在已经设法首次在空间中成功地在空间中进行原子干涉测量学 - 在亮起的火箭上。“我们已经建立了在探测火箭船上的原子干涉测量学的技术基础,并证明了这种实验不仅可以在地球上,而且在太空中,”约翰内斯·哥伦堡大学豪华(JGU)物理研究所的Patrick Windpassinger表示),他的团队参与了调查。他们的分析结果已在自然通信中公布。

来自莱布尼兹大学汉诺威的各种大学和研究中心的研究人员团队于2017年1月推出了Maius-1任务。这已成为第一个在空间中产生的火箭任务。当原子 - 在这种情况下铷的原子 - 冷却至靠近绝对零的温度,或减去273摄氏度时,发生这种特殊的物质。“对于我们来说,这种超自然集合代表了原子干涉测量的起点非常有前景,”WindPassinger说明。温度是决定因素之一,因为可以更准确地进行测量,并且在较低温度下更长的时间。

原子干涉测量:通过空间分离和随后的原子叠加产生原子干扰

在实验期间,使用激光照射分离铷原子的气体,然后随后叠加。取决于在其不同路径上作用在原子上的力,可以制造几种干涉图案,这又可以用于测量影响它们的力,例如重力。

铺设了精确测量的基础

该研究首先证明了Bose-Einstein冷凝物的相干性或干扰能力作为原子合奏的基本所需的性质。为此,干涉仪中的原子仅通过改变光序列的方式部分叠加,在相干的情况下,该光序列导致产生空间强度调制的产生。因此,研究团队已经证明了该概念的可行性,这可能导致旨在瞄准地球的重力场的测量,引力波的检测以及爱因斯坦的等效原理的测试进一步的实验。

当Maius-2和Maius-3发射时,甚至可能的测量

在不久的将来,该团队希望进一步探讨高精度原子干涉测量的可行性,以测试爱因斯坦的等价原则。计划有两枚火箭发射,Maius-2和Maius-3,计划在2022年和2023年,并且在这些任务上,该团队还打算除了铷原子外,该团队还将使用钾原子产生干涉图案。通过比较两种类型原子的自由落体加速度,可以促进以前无法实现的精度的等效原理的测试。“这类实验将是卫星的未来目标或国际空间站ISS,可能在BECAL中,培养爱因斯坦冷凝物和冷原子实验室,目前正在规划阶段。在这种情况下,可实现的准确性不会Windpassinger在JGU的研究小组博士(Jugs)博士博士解释说,受到火箭的有限自由落体时间受到限制。

该实验是量子技术高活跃研究领域的一个例子,其中包括量子通信,量子传感器和量子计算领域的开发。

Maius-1探测火箭委员会被实施为涉及莱布尼兹大学汉诺威,距离柏林大学汉堡大学的莱布尼兹大学汉诺威汉诺威·汉堡大学,柏林的费迪南德 - 布劳恩 - 院校,德国航空公司中心(DLR)。该项目的融资由德国航空航天中心和资金的空间管理由德国联邦政府的经济事务和能源提供资金,以德国联邦议员提供。

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