超冷原子干涉實(shí)驗(yàn)首次在太空實(shí)現(xiàn) 相關(guān)研究發(fā)表在《自然·通訊》雜志
據(jù)最新一期《自然·通訊》雜志報(bào)道
,德國(guó)科學(xué)家近日在一枚探測(cè)火箭上首次成功實(shí)現(xiàn)了太空原子干涉測(cè)量。鑒于原子干涉儀可以利用原子的波動(dòng)特性開展極精確測(cè)量
,如測(cè)量地球的引力場(chǎng)或探測(cè)引力波等
,新研究有望更精確探測(cè)引力波。
該研究由德國(guó)萊布尼茨大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)
,參與者包括多美因茨大學(xué)等多所德國(guó)大學(xué)以及德國(guó)航空航天中心的科學(xué)家。他們于2017年1月啟動(dòng)了MAIUS-1任務(wù)——這是首個(gè)在太空中生成玻色—愛因斯坦凝聚態(tài)的火箭任務(wù)
。
美因茨大學(xué)物理研究所的帕特里克·溫德帕斯格教授解釋說(shuō)
,原子(銣原子)被冷卻到接近絕對(duì)零度(零下273攝氏度)時(shí),會(huì)出現(xiàn)玻色—愛因斯坦凝聚態(tài)
,“這個(gè)超冷系統(tǒng)在原子干涉測(cè)量領(lǐng)域極具潛力
,溫度成為關(guān)鍵決定因素之一,因?yàn)樵谳^低溫度下
,我們可以開展更準(zhǔn)確、更長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量”
。
在最新實(shí)驗(yàn)中
,研究人員利用激光照射銣原子氣體并將其分離,然后讓其發(fā)生疊加
。根據(jù)從不同角度作用域原子上的力的不同
,可以生成幾種干涉圖樣
,利用這些圖像
,他們可以測(cè)量影響超冷原子的力(如引力)等,并開展進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)
,以測(cè)量地球的引力場(chǎng)
、探測(cè)引力波
,以及測(cè)試愛因斯坦的等效原理等。
溫德帕斯格表示:“最新研究證明
,超冷原子干涉實(shí)驗(yàn)不僅可以在地球上進(jìn)行,也可以在太空實(shí)現(xiàn)
。”
研究團(tuán)隊(duì)希望
,在不久的將來(lái),進(jìn)一步研究高精度原子干涉法的可行性
,以測(cè)試愛因斯坦的等效原理
。他們計(jì)劃于2022年和2023年發(fā)射另外兩枚火箭MAIUS-2號(hào)和MAIUS-3號(hào)
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研究人員稱:“我們希望未來(lái)在國(guó)際空間站上開展此類實(shí)驗(yàn)
,在處于規(guī)劃階段的玻色—愛因斯坦凝聚態(tài)和冷原子實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部進(jìn)行,以得到更精確結(jié)果
。”
責(zé)任編輯:孫知兵
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