Language
Country/Area
No result found
Невероятный тест гравитации: как атомный интерферометр проверяет принцип эквивалентности Эйнштейна?
В исследовании физики гравитация всегда была увлекательной темой.С развитием науки и техники ученые прояснили взаимосвязь между гравитацией и квантовой физикой, и атомные интерферометры сыграли важную роль в этом исследовании.Основываясь на явлении помех атомных волн, этот инструмент обеспечивает новый способ точно измерить гравитацию и проверить принцип эквивалентности Эйнштейна.
Атомный интерферометр использует свойства колебаний атомов для генерации интерференции, что позволяет нам измерять разность фаз атомных волн на разных путях.
Атомный интерферометр отличается от традиционного интерферометра на основе света.Здесь роль лазера преобразуется в сплиттеры и зеркала луча, в то время как атомы являются альтернативами света, становясь предметом измерения.Это означает, что когда атомы проходят по разным путям с их уникальными волнами материи, мы можем захватывать тонкие фазовые изменения между ними и даже обнаружить эффекты тяжести.
Основные принципы атомного помех
Ядро технологии интерференции заключается в разделении волны на два разных пути и применение пространственной потенциальной энергии или локальных взаимодействий к этим путям, что приводит к разности фаз.Атомные интерферометры используют вещественные волны с центроидами, а их длина волн de broglie относительно короткие, что дает возможность для высоких измерений.
Атомные интерферометры широко используются в базовом физическом тестировании, включая тест универсальности гравитационных констант и свободный пакет.
При выполнении этих измерений ученые преодолевают проблему, связанного с атомами, затронутыми тяжести посредством различных экспериментальных дизайнов.Некоторые эксперименты мешают атомному росту, в то время как другие используют дополнительную силу, чтобы компенсировать воздействие гравитации, эффективно продлевая время измерения.
Историческая эволюция атомного интерферометра
Феномен помех атомных волн впервые наблюдал Эмануэлем Эстером и Отто Стерн в 1930 году.Современные атомные интерферометры постепенно развивались с развитием лазерной технологии.В 1991 году последовательно сообщил об эксперименте с двойным щелчком с использованием метастабильного гелия и интерферометра натрия MIT, что привело эту технологию в совершенно новое поле.
С развитием технологий атомные интерферометры больше не ограничиваются лабораториями и начали расширяться до различных применений в реальном мире.
В последние годы применение атомных интерферометров становится все более разнообразным, в том числе высокий уровень гравитации, датчик вращения и инерционные навигационные системы.
прорывы применяются к физике гравитации
В 2009 году ученые успешно использовали атомный интерферометр для выполнения точных измерений гравитационного красного смещения, и результаты показали, что не было никаких серьезных нарушений общей теоритрости.В 2020 году другая группа ученых также использовала эту технологию для проверки принципа эквивалентов, и их точность измерения достигла примерно 10 к силе минус 12, показывая, что влияние гравитации на различные вещества является последовательным.
Будущее направление развития
Будущее развитие атомных интерферометров не ограничивается только углубленным исследованием основной физики, но и применение в инерционных навигационных системах также стало новым фаворитом в области аэрокосмической технологии.Ученые ожидают, что атомные интерферометры могут конкурировать с существующими технологиями, такими как лазерные гироскопы и волокнистые гироскопы, чтобы обеспечить более высокую точность и переносимость.
Короче говоря, в качестве новой технологии измерения атомный интерферометр является не только инструментом проверки для эквивалентного принципа Эйнштейна, но также позволяет нам найти новое направление при изучении границы между гравитацией и квантовой физикой.Как вы рассматриваете научную революцию, которую эта технология может вызвать в будущем?Будущие атомные интерферометры могут способствовать пониманию квантовой физики в постоянно растущей точности измерения, помогая нам лучше понять вселенную.
