新方法利用叠加态原子测量引力

科学日报，北京，11月11日(记者刘霞)美国科学家在最新一期《科学》杂志上发表的一篇论文中说，他们发现了一种利用叠加原子测量重力的新方法。这种方法不仅可以用来测量两个物体之间的引力，而且有助于理解暗物质的“性质”，检验等效原理等物理概念。

目前，测量重力的标准方法是将物体放在屏蔽管中，当它们滑下屏蔽管时进行测量。然而，这种方法只能让研究人员对重力效应有一个简单的了解，而且经常会因为磁场干扰而失败。

在最新的研究中，科学家们发现了一种不用坠落物体测量重力的方法。

在新方法中，加州大学伯克利分校的研究小组首先将一个铯原子释放到一个小室中，然后使用闪光灯将几个原子置于叠加态，然后使用激光施加“固定魅力”，将处于叠加态的原子保持在一个固定位置，每对原子中有一个原子略高于其“同伴”。然后，他们测量了每个原子的波粒二象性。波粒二象性会受到重力的影响。叠加态原子对中的两个原子与地球的距离不同，导致重力对波粒二象性的影响不同。研究人员可以通过波粒二象性的差异来测量重力。

这种新方法的最大优点是，因为要测量的原子是固定的，研究人员可以长时间观察它们。这种方法也可以用来测量两个物体之间的吸引力，例如大理石对原子的吸引力。此外，由于测量设备较小，更容易屏蔽随机磁场的干扰。

研究人员表示，通过这种方法，有可能制造出便携式重力测量设备，用于测量地球不同位置的重力，从而识别矿藏。这种新方法也有望使科学家能够阐明暗物质的“特性”，或者验证其他物理概念，如等效原理。