原子“比萨斜塔实验”精度达10-8 武汉科学家创世界纪录

　　湖北日报讯 （记者文俊、通讯员罗芳）昨日，记者从中国科学院武汉物理与数学研究所获悉，该所原子“比萨斜塔实验”精度达到10-8，创世界纪录。

　　1589年，意大利物理学家伽利略攀上比萨斜塔塔顶，从那里扔下两个体积不一的铁球，两个铁球几乎同时着地，这就是著名的“比萨斜塔实验”，牛顿和爱因斯坦后来采纳伽利略的自由落体定律，并发扬光大。该定律现已成为现代物理学的基础原理──“等效原理”。根据“等效原理”，所有物体自由下落的加速度是一个常量，无关物体的质量、大小或材料，爱因斯坦就是基于这个假设而提出广义相对论。300多年来，这一定律被反复检验，科学家们利用宏观物体作为检验质量的实验，检验的精度从10-1提高到10-13，弱等效原理依然成立。

　　然而，等效原理却与量子物理学可能有抵触。据介绍，诸如大统一理论、暴胀模型、弦理论、圈量子引力理论等新理论都要求等效原理破缺。近10多年来，科学界兴起利用新发展起来的冷原子干涉技术，用原子作为检验质量，来检验弱等效原理对微观粒子是否成立。

　　然而，近年来检验精度一直停留在10-7水平。

　　中国科学院武汉物理与数学研究所詹明生、王谨研究员课题组，提出并实现了一种新的四频双衍射拉曼冷原子干涉方案，利用双组分原子干涉仪开展检验弱等效原理的实验，检验精度达到10-8，实现了微观粒子等效原理迄今为止最精密的实验检验。这意味着不同原子自由下降的时间在亿分之一秒差距下，弱等效原理依然成立。相关研究工作发表在美国物理学会期刊《物理评论快报》（Phys-ical　Review　Letters）上。

　　据了解，由武汉物数所冷原子研究团队自主研发的十米喷泉式高精度原子干涉仪预计在2017年正式建成，有望再次刷新原子等效原理检验精度。