基于冷原子自由落体的重力测量及等效原理验证

等效原理是爱因斯坦广义相对论的基本假设之一，它的高精度实验检验具有重要的科学意义。长期以来人们一直致力于利用宏观物体，如高塔自由落体实验、扭秤实验和激光测月实验来检验等效原理，但至今没有确定的结论。微观粒子检验等效原理的实验较少而且精度较低。原子干涉仪实验技术的发展，为利用微观的原子自由落体在地面实验室验证弱等效原理提供了新的途径。由于实验方案欠佳和实验装置偏小的限制，目前国际上利用原子自由落体检验等效原理的实验精度也不高，为10^[-7]。本项目拟采用新的实验方案（Li-6和Rb-85），利用大型原子干涉仪开展基于冷原子自由落体的重力加速度测量及等效原理的验证实验，先获得对比度高的原子干涉条纹，再通过精确测量冷Li-6和Rb-85原子自由落体的重力加速度的差异，在10^[-10]或更高的实验精度上检验弱等效原理，为利用微观粒子验证等效原理开辟新的途径。

等效原理是爱因斯坦广义相对论的基本假设之一，它的高精度实验检验具有重要的科学意义。长期以来人们一直致力于利用宏观物体来检验等效原理，但至今没有确定的结论。微观粒子检验等效原理的实验较少。原子干涉仪实验技术的发展，为利用微观的原子自由落体在地面实验室验证弱等效原理提供了新的途径。目前，国际上利用冷原子干涉仪检验等效原理的最高实验精度为10^[-7]。我们以原子干涉仪等效原理实验检验为目标，发展了高精度喷泉式原子干涉仪单元技术，完成了高精度原子干涉仪的安装与调试。完成了系统误差分析、拉曼光隔振系统研制，实现了^[85]Rb-^[87]Rb双组份磁光阱、Li原子磁光阱，开展了双拉曼跃迁干涉的研究，观察到双拉曼跃迁原子干涉条纹，开展了等效原理检验实验，获得10^[-7]的初步实验结果。这些研究进展为进一步开展更高精度的等效原理检验实验定了基础