Language
Country/Area
No result found
중력의 놀라운 테스트 : 원자 간섭계는 아인슈타인의 동등성 원리를 어떻게 확인합니까?
물리 탐사에서 중력은 항상 매혹적인 주제였습니다.과학과 기술의 발전으로 과학자들은 중력과 양자 물리학의 관계를 분명히했으며 원자 간섭계는이 탐사에서 중요한 역할을 해왔습니다.원자파의 간섭 현상을 기반 으로이 기기는 중력을 정확하게 측정하고 아인슈타인의 동등성 원리를 검증하는 새로운 방법을 제공합니다.
원자 간섭계는 원자의 변동 특성을 사용하여 간섭을 생성하여 다른 경로에서 원자파의 위상차를 측정 할 수 있습니다.
원자 간섭계는 전통적인 광파 기반 간섭계와 다릅니다.여기서, 레이저의 역할은 빔 스플리터와 거울로 변환되는 반면, 원자는 빛의 대안이어서 측정의 대상이됩니다.이것은 원자가 독특한 물질의 물결로 다른 경로를 통과 할 때, 우리는 그들 사이의 미묘한 위상 변화를 포착하고 심지어 중력의 영향을 감지 할 수 있음을 의미합니다.
원자 간섭의 기본 원리
간섭 기술의 핵심은 파동을 두 가지 다른 경로로 나누고 공간 의존적 잠재적 에너지 또는 지역 상호 작용을 이러한 경로에 적용하여 위상차를 초래하는 것입니다.원자 간섭계는 중심과 함께 물질 파를 사용하고, De Broglie 파장은 비교적 짧으므로 고정밀 측정 가능성을 제공합니다.
원자 간섭계는 중력 상수의 보편성 테스트 및 자유 금지를 포함하여 기본 물리 테스트에 널리 사용됩니다.
이러한 측정을 수행 할 때 과학자들은 다른 실험 설계를 통해 중력의 영향을받는 원자가의 도전을 극복합니다.일부 실험은 원자 상승 동안 방해하는 반면, 다른 실험은 중력의 영향을 보상하여 측정 시간을 효과적으로 확장하기 위해 추가 힘을 사용합니다.
원자 간섭계의 역사적 진화
원자파의 간섭 현상은 1930 년 Emanuel Esteman과 Otto Stern에 의해 처음 관찰되었습니다.현대 원자 간섭계는 레이저 기술의 발전으로 점차 진화했습니다.1991 년에, 준 안정성 헬륨과 MIT 나트륨 간섭계를 사용한 이중 슬릿 실험은 연속적으로보고 되어이 기술을 완전히 새로운 분야로 가져 왔습니다.
기술의 발전으로 원자 간섭계는 더 이상 실험실로 제한되지 않으며 실제 세계의 다양한 응용 프로그램으로 확장하기 시작했습니다.
최근 몇 년 동안, 원자 간섭계의 적용은 고정밀 중력 게이지, 회전 센서 및 관성 내비게이션 시스템을 포함하여 점점 더 다양 해졌다.
중력 물리학에 적용되는 혁신
2009 년에 과학자들은 Atomic Interferometer를 성공적으로 사용하여 Gravity Redshift의 정확한 측정을 수행했으며, 결과는 일반 상대성의 주요 위반이 없음을 보여주었습니다.2020 년에 또 다른 과학자 그룹은이 기술을 추가로 사용하여 등가의 원리를 테스트했으며, 측정 정확도는 마이너스 12의 힘에 약 10에 도달하여 다른 물질에 대한 중력의 영향이 일관성이 있음을 보여줍니다.
미래 개발 방향
원자 간섭계의 향후 개발은 기본 물리학의 심층적 인 탐색에만 국한 될뿐만 아니라 관성 내비게이션 시스템에서의 적용은 항공 우주 기술 분야에서 새로운 인기가되었습니다.과학자들은 원자 간섭계가 레이저 자이로 스코프 및 섬유 자이로 스코프와 같은 기존 기술과 경쟁하여 더 높은 정확도와 이식성을 제공 할 수 있다고 기대합니다.
요컨대, 새로운 측정 기술로서 원자 간섭계는 아인슈타인의 동등한 원리를위한 검증 도구 일뿐 만 아니라 중력과 양자 물리학 사이의 경계를 탐색 할 때 새로운 방향을 찾을 수 있습니다.이 기술이 미래에 트리거 될 수있는 과학적 혁명을 어떻게 보십니까?미래의 원자 간섭계는 점점 증가하는 측정 정확도에서 양자 물리에 대한 이해를 촉진하여 우주를 더 잘 이해하는 데 도움이됩니다.
