XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search System等效原理
显微镜空间任务测试等效原理
摘要。显微镜空间实验旨在以比以往任何时候都更好的精度测试等效原理。其原理是比较嵌入在空间加速度计中的同心测试质量的自由下落。由于所谓的无阻力系统，非重力力对卫星运动的影响大大降低。显微镜从2017年4月到2019年10月运行。对第一系列测量结果的分析导致对等价原理测试的准确性的大约一定程度的改进。在10-14的水平上，铂和钛中的一对肿块未检测到侵犯。显微镜由Onera和OCA提出，作为科学领导者，由CNES作为项目经理开发，是欧洲第一个专门用于低地球轨道基本物理学的太空任务。Zarm，PTB和ESA是欧洲的主要贡献者。
显微镜太空任务测试等效原理
摘要。MICROSCOPE 空间实验旨在以比以往更高的精度测试等效原理。其原理是比较嵌入在绕地球运行的卫星上的空间加速度计中的同心测试质量的自由落体。由于所谓的无阻力系统，非重力对卫星运动的影响大大降低。MICROSCOPE 从 2017 年 4 月运行到 2019 年 10 月。对第一组测量的分析使等效原理测试的精度提高了大约一个数量级。在 10-14 的水平上，铂和钛中的一对质量没有检测到任何违规行为。MICROSCOPE 由 ONERA 和 OCA 作为科学领导者提出，由 CNES 作为项目经理开发，是第一个致力于低地球轨道基础物理的欧洲太空任务。ZARM、PTB 和 ESA 是欧洲的主要贡献者。
引力波中量子粒子的 Fisher 信息和弱等效原理
其中 D μ 是弯曲时空中的协变导数。在这种情况下，m 根本不是一个乘法因子，而是克莱因-戈登方程中的特征。在这种背景下，有建议认为量子流体（超导体、超流体、量子霍尔流体、玻色-爱因斯坦凝聚体）的性质可能会增强与引力波的相互作用，从而导致超流体成为引力天线的介质[1-7]，超导电路作为引力波探测器[8]、换能器[9,10]和镜子[11-13]。这些想法并非没有引起争议[14-16]。原因是许多这些想法启发性地应用了量子粒子违反 WEP 的概念。这促使我们为引力波中的量子粒子提供更严格的 WEP 特征。WEP 认为自由落体轨迹应该与质量无关，可以重新表述为自由落体物体的 Fisher 信息与质量不变的陈述 [ 17 ]。在这个信息论框架中，违反 WEP 意味着人们可以提取有关自由落体物体质量的信息。WEP 的这种信息论表述具有以下优势：它可以以明确的方式扩展到量子物体。具体而言，Fisher 信息给出了可观测随机变量提供的有关未知参数的信息量。在我们的例子中，随机变量是粒子 x 的位置，未知参数是其质量 m 。对于具有波函数 ψ( x , t ) 的粒子，Fisher 信息为
关于等效原理作为检测引力 t3 相的规范原理的可测试性
等效原理是爱因斯坦相对论的支柱之一，因此，它最初是在经典理论中表述的，经典理论中，点粒子的所有可观测量，特别是其位置、能量和质量，在粒子的任何状态下都是清晰的。其他原理也是如此，比如能量守恒定律，尽管如此，其在量子理论中的表达和有效性还是被广泛接受。然而，对于量子系统的等效原理的表述存在很大争议：这是因为量子系统可以存在于空间叠加中，而经典表述的等效原理并不直接涵盖这种情况。因此，有人提议将其扩展到量子系统 [ 1 – 3 ]；也有人声称量子系统违反了该原理（例如，参见 Anastopoulos 和 Hu 的引言 [ 4 ] 以及本文的参考文献）；有些人还声称这应该是引力状态降低的原因 [ 5 ]。这里讨论的重点是，等效原理意味着不同质量的粒子应该以相同的速率在相同的引力场中下落。然而，量子德布罗意波长是粒子质量的函数，因此不同质量的粒子在同一引力场中的干涉效果会有所不同。这似乎违反了等效原理的规定，即不同质量的粒子在同一场中的行为无法区分。正如我们将在下文中看到的，在我们提出的量子等效原理中，这并不是一个相关问题。我们相信，对于争议的其他方面也是如此，例如 Anastopoulos 和 Hu [ 4 ] 中提到的方面。在这里，我们想通过类似于能量守恒的方法将等效原理扩展到量子领域。也就是说，为了将该原理扩展到量子领域，我们将假设对于量子叠加的任何分支，该原理都成立。具体来说，我们假设，对于在位置 x 处尖锐的空间叠加态的每个分支，等效原理以其当前接受的形式之一成立：通过在 x 处的局部操作，均匀重力场 g 中静止的点粒子的运动状态与在 x 处经历加速度 − g 的点粒子的运动状态在经验上是无法区分的。
利用量子信息技术通过t3引力相检验时空的等效原理和离散性
我们提出了一项基于当今量子信息技术的新思想实验，通过 Bose-Marletto-Vedral (BMV) 效应 [ 1 – 4 ] 测量量子引力效应，揭示引力 t 3 相位项、其与低能量子引力现象的预期关系，并检验广义相对论的等效原理。这里提出的技术有望通过分析与量子系统测量过程的理想输出相关的随机噪声来揭示引力场涨落。为了提高灵敏度，我们建议将引力场涨落随时间对一系列独立测量输出的影响累积起来，这些测量作用于粒子纠缠态，就像在构建量子加密密钥时一样，并从相关的时间序列中提取预期引力场涨落的影响。事实上，通过共享最大纠缠态的粒子构建的理想量子密钥由一串不相关符号的随机序列表示，该序列在数学上可以用完美的白噪声来描述，这是一个均值为零且在不同时间取值之间没有相关性的随机过程。引力场扰动（包括量子引力涨落和引力波）会引入额外的相位项，使用于构建量子密钥的纠缠对退相干，从而使白噪声着色 [ 5 , 6 ]。我们发现，这种由大质量中观粒子构建的装置可以揭示 t 3 引力相位项，从而揭示 BMV 效应。
太空重力测试
斯坦福实验室很快就成为此类工作的中心。这些工作包括建造引力波的棒探测器、测量正电子自由落体的尝试，以及使用轨道陀螺仪测量旋转地球对爱因斯坦“惯性系的拖拽”的实验。巧合的是，这次会议也恰逢爱因斯坦最终提出广义相对论 75 周年纪念日的两个月内。基于等效原理，即不同物体自由落体加速度相等，广义相对论将引力解释为弯曲时空的结果。尽管该理论在最初的 45 年里几乎处于沉寂状态，但过去 30 年见证了该学科的复兴，尤其是在实验引力领域。事实上，1960-80 年代是测试相对论的黄金时代，在此期间，该理论对太阳系效应的大部分预测（光偏转、引力红移、光的延迟、水星近日点的推进以及惯性和引力等效原理）都得到了证实。
迈向...
等效原理（EP）是一般相对性的基本假设。对等效原理与原子的量子测试是检查当前物理框架的适用范围以发现新物理学的重要方法。最近，我们将等效原理的传统纯质量或能量测试扩展到原子干涉测量法的质量 - 能量联合测试（Zhou等人，Phys.Rev.A 104,022822）。质量的违规参数约束至η0=（ - 0.8±1.4）×10 - 10，内部能量与ηE=（0.0±0.4）×10 - 10 - 10 - 10 - 10 - 10。在这里，我们首先概述了联合测试想法和实验结果，然后我们分析和讨论如何提高测试准确性。最后，我们报告了朝着高精度质量 - 对等原理的能量测试的最新实验进展。我们意识到在10米长基线原子干涉仪中，原子干扰条纹为2 t = 2.6 s。据我们所知，这种自由进化的时间t是实验室中实现的最长持续时间，相应的重力测量分辨率为4.5×10-11 g每次射击。
利用纠缠原子干涉法进行重力量子测试
现代量子科学的基石——相干性、相关性和纠缠——可以为引力的本质提供独特的探索。量子系统控制的不断发展已经使超精确测量引力甚至更奇特的现象（如引力波）成为可能。虽然纠缠的量子现象被广泛认为是提高此类测量精度的资源，但它也可以以全新的方式为引力提供探索。例如，引力的量子力学公式可能对量子物质中纠缠的产生和行为具有至关重要的影响，而纠缠的量子态使我们能够构建等效原理等经典概念的真正量子测试。
![arXiv:2201.07789v1 [astro-ph.IM] 2022 年 1 月 19 日](/simg/g:\will\search\icon\source\1\1305b4ffe11bae4e7846d6c8afc4af4f2915f085.webp)
arXiv:2201.07789v1 [astro-ph.IM] 2022 年 1 月 19 日
摘要：我们总结了在“太空冷原子”虚拟社区研讨会上关于冷原子技术现状、它们在太空部署所带来的未来科学和社会机遇以及在太空运行冷原子之前所需的发展情况的讨论。讨论的冷原子技术包括原子钟、量子重力仪和加速度计以及原子干涉仪。预期应用包括计量学、大地测量学和由于气候变化等原因的地球质量变化测量，以及等效原理测试、暗物质搜索、引力波测量和量子力学测试等基础科学实验。我们回顾了冷原子技术的现状，概述了其太空资格的要求，包括发展路径和相应的技术里程碑，并确定了可能的探路者任务，为充分利用太空冷原子的潜力铺平道路。最后，我们提出了实现这些目标的可能路线图的初稿，并提议由感兴趣的冷原子、地球观测、基础物理学和其他潜在科学用户社区以及欧空局和国家空间和研究资助机构进行讨论。
微型和纳米卫星的空间加速度计
Manuel Rodrigues (1) 、J. Bergé (1) 、D. Boulanger (1) 、B. Christophe (1) 、M. Dalin (1) 、V. Lebat (1) 、F. Liorzou (1) (1) ONERA，巴黎萨克雷大学，F-92322 Chatillon，法国，+33146734728，manuel.rodrigues@onera.fr 摘要 ONERA 物理系 50 年来一直致力于开发用于空间科学的高性能加速度计。 2017 年，由法国蔚蓝海岸天文台和 Onera 提出的 CNES MICROSCOPE 任务在基础物理学方面取得了出色的成果。 借助加速度计，它在等效原理（广义相对论的基石）测试中取得了有史以来最好的结果。 2013 年，ESA GOCE 任务搭载 6 个静电加速度计，绘制出了最佳的地球重力图。最近，两颗 JPL GFO 卫星发射升空，在 GRACE 进行 15 年的测量后，为大地测量学界提供了成果。对于未来的任务，我们将利用实验室的遗产，开发一种更紧凑的加速度计，用于微型卫星或纳米卫星上的科学研究。在概述过去几十年取得的成就之后，演讲将重点介绍未来在小型卫星或纳米卫星上大地测量和基础物理学方面的发展。