
| 在光學(xué)腔駐波加持下,處于量子疊加態(tài)的原子克服地球引力懸浮空中。圖片來(lái)源:物理學(xué)家組織網(wǎng) |
科技日?qǐng)?bào)北京11月11日電(記者劉霞)美國(guó)科學(xué)家在最新一期《科學(xué)》雜志發(fā)表論文稱,他們發(fā)現(xiàn)了一種利用疊加態(tài)原子測(cè)量引力的新方法。該方法不僅可用于測(cè)量?jī)蓚(gè)物體之間的引力,還有助于了解暗物質(zhì)的“性格”,檢驗(yàn)等效原理等物理思想。
目前,測(cè)量引力的標(biāo)準(zhǔn)方法是將物體置于屏蔽管內(nèi),在它們沿管下滑時(shí)對(duì)其進(jìn)行測(cè)量。但此類方法只能讓研究人員短暫一窺引力作用,而且還經(jīng)常因?yàn)榇艌?chǎng)干擾而功虧一簣。
在最新研究中,科學(xué)家找到了一種不需要利用物體掉落而測(cè)量引力的方法。
在新方法中,加州大學(xué)伯克利分校的研究小組首先朝小腔室內(nèi)釋放出一團(tuán)銫原子,然后用閃光燈讓其中幾個(gè)原子處于疊加態(tài),接著用激光施加“定身咒”,讓這些處于疊加態(tài)的原子保持在固定位置,且每對(duì)原子中一個(gè)原子略高于其“同伴”。然后,他們測(cè)量了每個(gè)原子的波粒二象性。波粒二象性會(huì)受到引力的影響,疊加態(tài)原子對(duì)中的兩個(gè)原子與地球的距離不同,導(dǎo)致引力對(duì)其波粒二象性的影響不同,研究人員可通過(guò)波粒二象性的差異測(cè)量出引力。
新方法的最大優(yōu)點(diǎn)是,由于被測(cè)原子是固定的,研究人員可以長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行觀測(cè)。這個(gè)方法還可用于測(cè)量?jī)蓚(gè)物體之間的引力,例如大理石對(duì)一個(gè)原子的引力。此外,由于測(cè)量設(shè)備很小,所以更容易屏蔽來(lái)自隨機(jī)磁場(chǎng)的干涉。
研究人員稱,借助這一方法,或許可以制造出便攜式引力測(cè)量設(shè)備,用來(lái)測(cè)量地球上不同位置的引力,從而識(shí)別出礦藏。這一新方法也有望讓科學(xué)家厘清暗物質(zhì)的“性格”,或者驗(yàn)證等效原理等其他物理思想。
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