《用於檢驗洛倫茲不變性的法布里-珀羅型雷射干涉儀》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由陳李生擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：用於檢驗洛倫茲不變性的法布里-珀羅型雷射干涉儀
- 項目類別：專項基金項目
- 項目負責人：陳李生
- 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
現代實驗物理研究的一項重要的任務是不斷地對物理學基礎理論進行高精度的實驗檢驗。其中與光速各向同性密切相關的洛倫茲(Lorentz)不變性是狹義和廣義相對論的理論基石之一。該課題研製實驗室內運轉的採用法布里-泊羅(Fabry-Pérot)腔的高穩定雷射干涉儀，並利用該儀器在電磁段(光子)對洛倫茲不變性進行高精度的實驗檢驗。由於該干涉儀的兩個干涉臂是由一體化法布里-泊羅腔構成的，長期穩定性得到了提高，其關鍵參數兩臂頻差Deltv/v的穩定性將達到2E-16(v:光頻)。進一步採用“孿生”雙干涉儀相關檢測的方法來提精度，對洛倫茲對稱性破缺參數ke-(ZZ)的檢驗精度可達到4E-18。該項研究會使我們對影響雷射干涉儀穩定性的關鍵因素有更深入的了解，有助於解決困擾這類實驗檢驗的長期穩定性和熱噪聲問題，為今後開展洛倫茲不變性的高精度檢驗以及其它相關的基礎物理實驗提供一個高性能的實驗平台。
結題摘要
現代實驗物理研究的一項重要的任務是不斷地對物理學基礎理論進行高精度的實驗檢驗,其中與光速各向同性密切相關的洛倫茲不變性是狹義和廣義相對論的理論基石之一。本項研究研製實驗室內運轉的基於法布里-泊羅(Fabry-Pérot)腔的高穩定雷射干涉儀，並利用該儀器在電磁領域段(光子)對洛倫茲不變性進行高精度的實驗檢驗。干涉儀的兩個干涉臂是由一體化的雙法布里-泊羅腔構成，以提高幹涉信號的穩定性。整個干涉儀位於一個連續轉動的平台上，並利用地球自轉和公轉，從實驗上確定RMS(Robertson-Mansouri-Sexl)和SEM(Standard model extension)檢驗模型中違背洛倫茲不變性參數的取值上限。 通過此項研究，在干涉儀相關關鍵技術上取得一系列重要成果。研製成線寬0.1Hz，頻率穩定度為2.5E-16（1-10s）的連續波穩頻雷射。全面分析了剩餘幅度調製的產生機理並找到了有效的控制方法，對於提高幹涉信號的穩定度具有重要的套用價值。研製成干涉儀關鍵組件高精細度複合腔，精細度達到230,000-270,000。在多項關鍵技術基礎上研製成高精度法布里-珀羅型雷射干涉儀，干涉信號頻率穩定度達到1E-16的量級。利用該干涉儀開展了對洛倫茲不變性的檢驗，系統已連續運轉4個月，獲得61天的有效數據。通過對數據分析，確定了RMS檢驗模型中光速各項異性參數為(1/2)*(Deltc/c)=(0.8±1.3)E-15，SEM中的檢驗參數確定為：(ke-)ZZ=(7.6±3.6)E-15, (ke-)XY=(2.2±1.3)E-15, (ke-)XZ=(2.6±1.6)E-15, (ke-)YZ=(4.7±1.8)E-15, (ke-)XX-YY=(5.8±2.6)E-15。此外也探索了採用“孿生”雙干涉儀相關檢測的新方法,為進一步提高對洛倫茲不變性的檢驗精度打下了基礎。目前對洛倫茲不變性的檢驗精度已達到(1.3-3.6)E-15，後續將通過降低2倍轉台頻率處噪聲來進一步提高幹涉儀的性能，並連續積累檢驗數據一年以上，從而不斷地提高洛倫茲不變性的檢驗精度。 本研究為洛倫茲不變性的高精度檢驗以及其它相關的基礎物理實驗提供一個高性能的實驗平台，為基礎物理學中新理論的發展提供實驗方面的有力支持。相關成果在多項精密測量物理研究中也將會發揮重要的作用。
