利用叠加原子测量引力的新方法

2019-11-12 10:31 来源:和讯科技

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在光腔驻波的祝福下,量子叠加中的原子克服了地球的重力悬浮。

北京科技日报11月11日电(记者刘霞)美国科学家在《科学》杂志最新一期发表的一篇论文中称,他们发现了一种利用叠加原子测量重力的新方法。这种方法不仅可以用来测量两个物体之间的引力,而且有助于理解暗物质的“特性”,检验物理概念,如等效原理。

目前,测量重力的标准方法是将物体放在屏蔽管中,并在物体滑下管时进行测量。然而,这种方法只能让研究人员对重力效应有一个短暂的了解,而且经常会因为磁场干扰而失败。

在最新的研究中,科学家们发现了一种不用下落物体来测量重力的方法。

在新方法中,加州大学伯克利分校的研究小组首先将铯原子释放到小室中,然后用闪光灯将几个原子置于叠加状态,然后用激光施加“固定魅力”,将处于叠加状态的原子保持在固定位置,每对原子中有一个原子略高于其“同伴”。然后,他们测量了每个原子的波粒二象性。波粒二象性将受到重力的影响。叠加态原子对中的两个原子与地球的距离不同,导致重力对波粒二象性的不同影响。研究者可以通过波粒二象性的差异来测量重力。

这种新方法的最大优点是,因为要测量的原子是固定的,所以研究人员可以长时间观察它们。这种方法也可以用来测量两个物体之间的吸引力,例如大理石对原子的吸引力。此外,由于测量设备较小,更容易屏蔽随机磁场的干扰。

研究人员说,有了这种方法,就有可能创造出便携式重力测量设备,可以用来测量地球上不同位置的重力,从而识别矿藏。这种新方法也有望让科学家们阐明暗物质的“特性”,或者验证其他物理概念,如等效原理。