通过束缚激光束中的原子来精确测量重力-可以测试广义相对论和基本物理

根据今天（2019年11月8日）在《科学》杂志上发表的一项新研究描述的一种新方法，被困原子在激光晶格上高空悬浮长达20秒，可以对重力进行高度敏感的测量。原子干涉仪。

与以前的迭代相比，新设计大大提高了重力测量的灵敏度和精度，可用于广义相对论的测试或对基础物理学的其他研究。

原子干涉仪是一项强大的技术，它利用极冷的原子的量子特性来精确地测量物理学的各个方面，例如惯性或重力，或寻找新的物理现象或原子现象。就像伽利略在比萨斜塔进行的臭名昭著的实验一样，基于原子干涉法的重力仪可以通过观察“掉落”的原子的行为来检测重力场中的细微变化。但是，重力测量的灵敏度和精度在很大程度上取决于可自由下落的原子可以被询问的时间长度以及其下落的距离，到目前为止，在10米的范围内，该距离仅限于2.3秒。

Victoria Xu和同事没有像将原子像球一样从塔上掉落，而是描述了一种可将询问时间扩展到20秒的俘获原子干涉仪。

徐等。使用光学晶格来控制超冷原子并将其悬挂在适当的位置，从而极大地提高了在引力场中测量其行为的能力，并因此扩展了引力测量的精度。更重要的是，结果表明，即使是最先进的原子重力仪，振动噪声的抑制也超过10,000倍，从而极大地提高了测量的信噪比。作者表明，新设计可实现高度灵敏，精确而紧凑的原子设置。

参考：“徐克，马特·贾菲，克里斯蒂安·D·熊猫，索夫斯·克里斯滕森，洛根·克拉克和霍尔格·穆勒的“通过使原子保持20秒来探测重力”，Science.DOI：2019年11月8日，DOI：
10.1126 / science.aay6428