不同自旋取向原子的双衍射干涉实验

发布时间：2021-06-23 12:38

　　等效原理是爱因斯坦广义相对论的基本假设之一,其成立与否需要高精度实验检验。等效原理实验检验一方面追求更高精度,另一方面探索新的可能破缺机制。本课题组前期提出并进行了不同自旋取向原子新型等效原理检验,在10^-7水平上未发现等效原理破缺。本人硕士期间研究工作就是在课题组前期工作基础上,探索不同自旋取向原子等效原理实验检验的新方案,以期提高检验精度。不同自旋取向的原子属于磁敏感态,利用原子干涉法测量其下落加速度时,磁场不均匀会引起不可忽略的附加相移,这也是课题组前期不同自旋取向原子等效原理检验的主要限制因素。在前期检验中,利用的是测量重力时常用的Mach-Zehnder原子干涉构型,干涉过程中不同路径上原子波包内态不同,这加剧了磁场不均匀的影响。本人硕士期间尝试了一种基于双衍射的原子干涉构型,干涉过程中不同路径上原子波包内态相同,有利于减小磁场不均匀影响。本论文详细介绍了本人硕士期间利用不同自旋取向原子进行双衍射干涉实验的研究工作,主要包括以下两方面内容:一、双衍射原子干涉实验方案设计。计算了双衍射原子干涉相移,特别是磁场相移的大小,分析了干涉仪中光频移大小与Raman... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

几种典型的等效原理实验检验方法

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文示为 M 的任意一个标量函数， 表示光速。如果存在挠率梯度，则其与 Eotvos 系数的关系为： ZSZTZcSmggS 1 1 （1.4）其中m 为原子的质量，Z S是原子自旋在轴上投影的差，因此通过重力测量得到Eotvos系数S 就可以给出挠率梯度的值。

（a） （b）图 1.3 巴黎天文台和武汉物数所的双衍射实验光路方案[43]经过调研发现，在本课题组提出的利用具有不同自旋取向的原子进行等效原理检验的方案中，如果采用双衍射干涉的实验方法，则可以达到三个方面的优势：一是在相同的自由演化时间 T 下，双衍射干涉比通常的 M-Z 型干涉具有大一倍的干涉面积，因而测量灵敏度在理论上要高一倍；二是在双衍射干涉过程中，两个路径上的原子波包内态相同并且始终保持不变，有利于减小磁场不均匀的影响；三是双衍射干涉重力测量的方案，可以通过在课题组原有的实验基础上进行比较少的改动就可以完成。因此，本文的目的就是探索不同自旋取向原子的双衍射干涉重力测量实验，为后面完成更高精度的不同自旋取向原子等效原理检验实验奠定基础。1.4 硕士期间的主要工作

【参考文献】：
期刊论文
[1]旋转物体的等效原理及其空间实验[J]. 张元仲.  物理. 2008(09)



本文编号：3244953