「科技日报」新方法利用叠加态原子测量引力 有助了解暗物质“性格”

  科技日报北京11月11日电 (采访人员刘霞)美国科学家在最新一期《科学》杂志发表论文称 , 他们发现了一种利用叠加态原子测量引力的新方法 。 该方法不仅可用于测量两个物体之间的引力 , 还有助于了解暗物质的“性格” , 检验等效原理等物理思想 。

  目前 , 测量引力的标准方法是将物体置于屏蔽管内 , 在它们沿管下滑时对其进行测量 。 但此类方法只能让研究人员短暂一窥引力作用 , 而且还经常因为磁场干扰而功亏一篑 。

  在最新研究中 , 科学家找到了一种不需要利用物体掉落而测量引力的方法 。

  在新方法中 , 加州大学伯克利分校的研究小组首先朝小腔室内释放出一团铯原子 , 然后用闪光灯让其中几个原子处于叠加态 , 接着用激光施加“定身咒” , 让这些处于叠加态的原子保持在固定位置 , 且每对原子中一个原子略高于其“同伴” 。 然后 , 他们测量了每个原子的波粒二象性 。 波粒二象性会受到引力的影响 , 叠加态原子对中的两个原子与地球的距离不同 , 导致引力对其波粒二象性的影响不同 , 研究人员可通过波粒二象性的差异测量出引力 。

  新方法的最大优点是 , 由于被测原子是固定的 , 研究人员可以长时间进行观测 。 这个方法还可用于测量两个物体之间的引力 , 例如大理石对一个原子的引力 。 此外 , 由于测量设备很小 , 所以更容易屏蔽来自随机磁场的干涉 。

  研究人员称 , 借助这一方法 , 或许可以制造出便携式引力测量设备 , 用来测量地球上不同位置的引力 , 从而识别出矿藏 。 这一新方法也有望让科学家厘清暗物质的“性格” , 或者验证等效原理等其他物理思想 。


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