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        廣義相對(duì)論弱等價(jià)原理獲最精確檢驗(yàn)

        2022-11-21 05:23:29
        河南科技 2022年18期
        關(guān)鍵詞:測(cè)量差異研究

        在2022 年9 月14 日發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》特刊的新研究中,一組研究人員對(duì)廣義相對(duì)論中的弱等效原理(WEP)進(jìn)行了迄今為止最精確的測(cè)試。研究報(bào)告描述了MICROSCOPE 項(xiàng)目的最終結(jié)果,該項(xiàng)目旨在通過測(cè)量繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星中自由落體的加速度來測(cè)試該原理。研究發(fā)現(xiàn),成對(duì)物體的加速度差異不超過大約10~15,這排除了任何對(duì)弱等效原理的違反或與當(dāng)前對(duì)廣義相對(duì)論在該層面上的理解偏差。

        廣義相對(duì)論描述了引力如何發(fā)揮作用以及如何與時(shí)間和空間相關(guān)聯(lián)。但由于該理論沒有考慮到對(duì)量子現(xiàn)象的觀察,研究人員在不斷提高的精度水平和各種條件下尋找與理論的偏差。違反將暗示新的相互作用或力,可將相對(duì)論與量子物理學(xué)結(jié)合起來。檢驗(yàn)WEP 是尋找廣義相對(duì)論潛在延伸的一種方法。

        根據(jù)WEP,引力場(chǎng)中的物體在沒有其他力作用時(shí)以相同的方式下落,即使它們的質(zhì)量或成分不同。為了測(cè)試這一原理,MICROSCOPE 團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了試驗(yàn),以極高的精度測(cè)量E?tv?s 比率,該比率與兩個(gè)自由落體的加速度相關(guān)聯(lián)。如果一個(gè)物體的加速度與另一個(gè)物體的加速度相差超過大約10~15,則該試驗(yàn)將對(duì)其進(jìn)行測(cè)量并檢測(cè)這種違反WEP 的行為。

        研究人員用鉑和鈦合金作為測(cè)試目標(biāo),監(jiān)測(cè)了它們?cè)贛ICROSCOPE 衛(wèi)星中繞地球運(yùn)行時(shí)的加速度,試驗(yàn)儀器采用靜電力將成對(duì)的測(cè)試目標(biāo)保持在相同位置,尋找這些力可能存在的差異,這將表明物體加速度的差異。

        該團(tuán)隊(duì)的工作為通過衛(wèi)星試驗(yàn)對(duì)WEP 進(jìn)行更精確的測(cè)試鋪平了道路。他們的分析包括改進(jìn)試驗(yàn)裝置的方法,例如減少影響加速度測(cè)量的衛(wèi)星涂層中的裂紋,以及用非接觸式設(shè)備替換裝置中的電線。

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