超冷原子干涉实验首次在太空中实现

据最新一期《自然通讯》杂志报道，德国科学家最近首次在探测火箭上成功实现了空间原子干涉测量。鉴于原子干涉仪可以利用原子的涨落特性进行极其精确的测量，如测量地球重力场或探测引力波，新的研究有望更精确地探测引力波。

该研究由德国莱布尼茨大学牵头，参与者包括多梅内斯大学、德国航天中心等德国多所大学的科学家。他们在2017年1月开始了MAIUS-1任务——，这是第一次在太空中产生玻色-爱因斯坦凝聚体的火箭任务。

美因茨大学物理研究所的帕特里克温德帕格尔教授解释说，当原子(铷原子)冷却到接近绝对零度(-273摄氏度)时，就会出现玻色-爱因斯坦凝聚体。“这种超冷系统在原子干涉测量领域有很大的潜力，温度是关键的决定因素之一，因为在较低的温度下，我们可以进行更精确和更长时间的测量。”。

在最新的实验中，研究人员使用激光照射铷原子气体并将其分离，然后使其叠加。根据不同角度作用在原子上的力不同，可以产生几种干涉图样。利用这些图像，他们可以测量影响超冷原子的力(如重力)，并进行进一步的实验来测量地球的引力场，探测引力波，检验爱因斯坦的等效原理。

温得和克说：“最新研究证明，超冷原子干涉实验不仅可以在地球上进行，也可以在太空中进行。”

研究小组希望在不久的将来进一步研究高精度原子干涉法的可行性，以检验爱因斯坦的等效原理。他们计划在2022年和2023年发射另外两枚火箭MAIUS-2和MAIUS-3，并使用钾原子产生干扰模式。通过比较铷原子和钾原子的自由落体加速度，他们将能够以前所未有的精度检测等效原理。

研究人员说：“我们希望将来在国际空间站上进行这样的实验，并在计划阶段在玻色-爱因斯坦凝聚态和冷原子实验室内部进行，以获得更精确的结果。”