Phát triển cảm biến độ nghiêng trọng lực dựa trên giao thoa nguyên tử cho các phép đo trọng lực từ không gian

Applied Physics B - Tập 84 - Trang 647-652 - 2006
N. Yu1, J.M. Kohel1, J.R. Kellogg1, L. Maleki1
1Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, USA

Tóm tắt

Những tiến bộ gần đây trong giao thoa nguyên tử lạnh đã dẫn đến một phương pháp mới cho việc cảm biến quán tính nhạy cảm. Việc nâng cao hiệu suất đáng kể của các cảm biến dựa trên giao thoa nguyên tử lạnh được kỳ vọng khi vận hành trong môi trường vi trọng lực ngoài không gian. Dựa trên các kỹ thuật giao thoa nguyên tử lạnh, chúng tôi đang phát triển một máy đo gradient trọng lực lượng tử cho việc lập bản đồ trường trọng lực toàn cầu dựa trên vệ tinh. Là bước đầu tiên, chúng tôi đã xây dựng một máy đo gradient trong phòng thí nghiệm sử dụng các công nghệ thành phần phù hợp cho một thiết bị bay trong tương lai. Bài báo này mô tả việc triển khai thiết bị trong phòng thí nghiệm và những kết quả ban đầu của nó.

Từ khóa

#giao thoa nguyên tử lạnh #cảm biến quán tính #vi trọng lực #máy đo gradient trọng lực #lập bản đồ trường trọng lực.

Tài liệu tham khảo

G. Beutler, R. Rummel, M.R. Drinkwater, R. von Steiger (Eds.) Earth Gravity Field from Space – from Sensors to Earth Sciences (Kluwer, Netherland, 2003) C.K. Jekeli, L. Bastos, J. Fernandes (Eds.), Gravity, Geoid, and Space Missions (Springer, NY, 2004) H.J. Paik, J. Astronaut. Sci. 29, 1 (1981) M. Kasevich, S. Chu, Phys. Rev. Lett. 67, 181 (1991) M. Kasevich, S. Chu, Appl. Phys. B 54, 321 (1992) F. Leduc, B. Canuel, D. Holleville, N. Dimarcq, A. Clairon, J. Fils, P. Bouyer, C. Bordé, A. Landragin, J. Phys. IV 119, 225 (2004) F. Yver-Leduc, P. Cheinet, J. Fils, A. Clairon, N. Dimarcq, D. Holleville, P. Bouyer, A. Landragin, J. Opt. B 5, S136 (2003) T.L. Gustavson, P. Bouyer, M.A. Kasevich, Phys. Rev. Lett. 78, 2046 (1997) A. Peters, K.Y. Chung, S. Chu, Metrologia 38, 25 (2001) J.M. McGuirk, G.T. Foster, J.B. Fixler, M.J. Snadden, M. Kasevich, Phys. Rev. A 65, 033608 (2002) N. Yu, J.M. Kohel, L. Romans, L. Maleki, Quantum gravity gradiometer sensor for earth science applications, Earth Sci. Tech. Conf. 2002 (Pasadena, CA, 2002) C.J. Borde, Phys. Lett. A 140, 10 (1989) D.B. Sullivan, N. Ashby, E.A. Donley, Adv. Space Res. 36, 107 (2005) P. Lemonde, P. Laurent, E. Simon, G. Santarelli, A. Clairon, C. Salomon, N. Dimarcq, P. Petit, IEEE Trans. Instrum. Meas. 48, 512 (1999) http://sci.esa.int/hyper; Quantum Interferometer Einstein’s Equivalence Principle Test (QuITE), a study funded by NASA Fundamental Physics Program (2003) A.J. Kerman, V. Vuletic, C. Chin, S. Chu, Phys. Rev. Lett. 84, 439 (2000) J.M. McGuirk, M.J. Snadden, M.A. Kasevich, Phys. Rev. Lett. 85, 4498 (2000) A Noble, M. Kasevich, Rev. Sci. Instrum. 65, 3042 (1994) J. Ramirez-Serrano, N. Yu, J.M. Kohel, J.R. Kellogg, L. Maleki, Opt. Lett. 31, 682 (2006) N. Yu, J.M. Kohel, J. Ramirez-Serrano, J.R. Kellogg, L. Lim, L. Maleki, Progress towards a space-borne quantum gravity gradiometer, Earth Sci. Tech. Conf. 2004, June 22–24, Palo Alto, CA http://www.ofr.com; based on the vendor information J.M. Hensley, A. Peters, S. Chu, Rev. Sci. Instrum. 70, 2735 (1999) M. Kasevich, S. Chu, Phys. Rev. Lett. 66, 2297 (1991)