美因茨大学 瑞典欧洲航天局欧洲探空火箭发射场综合大厅探空火箭有效载荷系统 使用原子干涉仪可以实现极其精确的测量，原子干涉仪利用原子的波动特性来实现这一目的
例如，它们可以用来测量地球的引力场或探测引力波
来自德国的一组科学家现在已经成功地首次在太空中进行了原子干涉测量——在一枚探空火箭上
“我们已经在探空火箭上建立了原子干涉测量的技术基础，并证明了这种实验不仅在地球上是可能的，在太空中也是可能的，”约翰尼斯·古腾堡大学(JGU)物理研究所的帕特里克·温德帕辛格教授说，他的团队参与了这项研究
他们的分析结果已经发表在《自然通讯》上
由汉诺威莱布尼茨大学领导的来自各大学和研究中心的研究人员团队于2017年1月启动了MAIUS-1任务
这已经成为第一个在太空中产生玻色-爱因斯坦凝聚的火箭任务
当原子——在这种情况下是铷原子——被冷却到接近绝对零度或零下273摄氏度时，这种特殊的物质状态就出现了
“对我们来说，这个超冷系综代表了原子干涉测量的一个非常有前途的起点，”温德帕辛格解释说
温度是决定性因素之一，因为在较低的温度下，测量可以更准确地进行更长时间
原子干涉术:通过原子的空间分离和随后的叠加产生原子干涉 在实验过程中，用激光照射分离铷原子气体，然后叠加
根据作用在原子不同路径上的力，可以产生几种干涉图案，这些干涉图案又可以用来测量影响它们的力，例如重力
原子干涉仪产生的干涉图样的一个例子 为精确测量奠定基础 这项研究首次证明了玻色-爱因斯坦凝聚体的相干性或干涉能力是原子系综的一个基本要求
为此，通过改变光序列，干涉仪中的原子仅被部分叠加，在相干的情况下，这导致空间强度调制的产生
因此，研究小组证明了这一概念的可行性，这可能会导致针对测量地球重力场、探测引力波和测试爱因斯坦等效原理的进一步实验
当MAIUS-2和MAIUS-3发射时，将有可能进行更多的测量 在不久的将来，该团队希望进一步研究高精度原子干涉测量法的可行性，以测试爱因斯坦的等效原理
另外两次火箭发射，MAIUS-2和MAIUS-3，计划在2022年和2023年进行，在这些任务中，除了铷原子之外，该团队还打算使用钾原子来产生干扰模式
通过比较两种类型原子的自由落体加速度，可以方便地用以前无法达到的精度检验等效原理
“进行这种实验将是卫星或国际空间站的未来目标，可能在目前处于规划阶段的BECCAL、玻色爱因斯坦凝聚和冷原子实验室内进行
在这种情况下，可达到的精度不会受到火箭上有限的自由落体时间的限制
安德雷·温兹劳斯基是JGU“风之使者”研究小组的成员，他直接参与了发射任务
该实验是量子技术高度活跃的研究领域的一个例子，它还包括量子通信、量子传感器和量子计算领域的发展
MAIUS-1探空火箭任务是作为一个联合项目实施的，涉及汉诺威莱布尼茨大学、不来梅大学、约翰内斯·谷登堡大学、美因茨大学、汉堡大学、柏林洪堡大学、柏林费迪南-布朗研究所和德国航空航天中心
该项目的资金由德国航天中心航天局安排，资金由德国联邦经济事务和能源部根据德国联邦议院的一项决议提供
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
