原子「比薩斜塔實驗」精度創新紀錄

2020-12-12 人民網

原標題：原子「比薩斜塔實驗」精度創新紀錄

　　記者日前從中科院武漢物理與數學研究所獲悉，由該所研究員詹明生和王謹領導的課題組通過設計創新性的冷原子幹涉方案，使微觀粒子弱等效原理檢驗精度達到10-8，從而刷新了此前國際最高檢驗精度10-7。相關成果發表於《物理評論快報》。

　　據介紹，團隊成員用銣-85和銣-87兩種原子幹涉儀構建了一個微觀世界的「比薩斜塔實驗」：用原子噴泉和受激拉曼躍遷技術，實現兩個同步自由落體的原子幹涉儀，並由此測量兩種原子重力加速度是否有差異。

　　科學家提出一種新的四頻雙衍射拉曼冷原子幹涉方案。該方案對外場不敏感，並可實現不同組分原子相位噪聲的高度共模抑制。在積分3200秒後，雙原子幹涉儀差分測量統計不確定度為0.8×10-8。系統誤差評定表明，在10-8精度下弱等效原理依然成立。

　　伽利略所做的「比薩斜塔實驗」所驗證的弱等效原理，也被稱為自由落體普適性原理。它是愛因斯坦廣義相對論建立的基礎。300多年來，科學家利用宏觀物體作為檢驗質量的實驗，檢驗的精度從10-1提高到10-13，弱等效原理依然成立。

　　詹明生介紹說，諸如大統一理論、暴脹模型、弦理論、圈量子引力理論等，幾乎所有試圖將引力與標準模型統一起來的新理論都要求等效原理破缺。近年來，科學界興起利用新發展起來的冷原子幹涉技術，用原子作為檢驗質量，來檢驗弱等效原理對微觀粒子是否成立。然而，十多年來檢驗精度一直停留在10-7水平。

　　據了解，由武漢物數所冷原子研究團隊自主研發的十米噴泉式高精度原子幹涉儀預計在2017年正式建成，有望再次刷新原子等效原理檢驗新精度。（記者魯偉 通訊員羅芳）

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    大洋網訊 幾乎所有的人都認為，歷史上著名的兩個球同時落地的重力實驗是伽利略在義大利的比薩斜塔上做的。現在，絕大多數國家正式發行的課本上也是這麼說的。但美國語言與信息研究中心的執行主任、美國加州史丹福大學數學系的客座教授凱斯·達維林卻提出一個驚人的理論：伽利略根本就沒有做過那樣的重力實驗！
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    沒錯，就是在這篇文章裡面，近代物理之父伽利略在比薩斜塔上面做出這個舉世聞名的這個實驗的。好了，如果你感興趣的話，松米就要帶領大家去探究比薩斜塔為何 傾斜卻不倒塌，還能堅持幾百年時間！傳說1590年，出生在比薩城的義大利物理學家伽利略，曾在比薩斜塔上做自由落體實驗，將兩個重量不同的球體從相同的高度同時扔下，結果兩個鉛球幾乎同時落地，由此發現了自由落體定律，推翻了此前亞里斯多德認為的重的物體會先到達地面，落體的速度同它的質量成正比的觀點。