《原子干涉儀等效原理檢驗中引力梯度效應的理論研究》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由高芬擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：原子干涉儀等效原理檢驗中引力梯度效應的理論研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：高芬
- 依託單位：中國科學院精密測量科學與技術創新研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高精度地檢驗等效原理不管是對驗證愛因斯坦廣義相對論還是對尋找新的相互作用力都很重要。目前，採用傳統的檢驗方法，等效原理的地面檢驗精度最高為10^(-13)，主要受到地球引力梯度和地脈振動等因素的限制。原子干涉技術的發展，為人們提供了一種在地面上實現更高精度等效原理檢驗的新方法。引力梯度在這種新方法中也是限制實驗精度的主要因素。本項目擬對原子干涉儀等效原理檢驗中的引力梯度效應及其抑制方法進行理論研究，以使其對實驗檢驗精度的影響能被抑制在10^(-13)及以下。這一項目的研究不僅可以從理論上給出引力梯度效應對實驗影響的估計，還可以對如何在實驗中抑制引力梯度效應進行進行理論指導。
結題摘要
高精度地檢驗等效原理不管是對驗證愛因斯坦廣義相對論還是對尋找新的相互作用力都很重要。目前，採用傳統的檢驗方法，等效原理的地面檢驗精度最高為10^(-13)，主要受到地球引力梯度和地脈振動等因素的限制。原子干涉技術的發展，為人們提供了一種在地面上實現更高精度等效原理檢驗的新方法。引力梯度在這種新方法中也是限制實驗精度的主要因素。本項目對原子干涉儀等效原理檢驗中的引力梯度效應及其抑制方法進行了理論研究，以使其對實驗檢驗精度的影響能被抑制在10^(-13)及以下。我們通過求解原子軌跡的測地線方程，結合路徑積分計算，推導得到了引力梯度效應的詳細的各階公式；結合實際的實驗參數對各階公式進行了計算，得到了我們實際的實驗條件下，導致等效原理檢驗精度大於10^(-13)的相關項，從而為未來的實驗設計和指標分解打下了基礎。我們對局部重力補償的方案進行了建模和詳細的計算，並得出了一些結論，同時也開展了局部重力補償的相應的仿真工作；我們也對原子團的重合程度進行了測量，同時也開展了引力梯度測量的工作，兩者相結合可以對引力梯度導致的系統誤差進行精確的計算，從而可以提高相應弱等效原理的檢驗精度；發展了引力梯度場調製方案，並與實驗相結合，實現了該方法在理論與實驗結果上的相互佐證，為10^(-13)量級等效原理檢驗中引力梯度場修正提供了有效的方法。這一項目的研究不僅可以從理論上給出引力梯度效應對實驗影響的估計，還可以對如何在實驗中抑制引力梯度效應進行進行理論指導。
