双组分原子干涉仪

微重力验证等效原理

一种在空间站上运行的双组分原子干涉仪，通过抑制平台振动和光频切换等方法，实现了微重力环境下弱等效原理的高精度量子检验。

Dan-Dan, Zhang · 李挺 · 王文 · Hao-Wei, Xu · 贾伟 · 李孝 · Bo-Yi, Wang · 高栋 · Zhong, Jia · Tang, Biao · Zhou, Lin · Li, Run · Huan-Huan, Sun · Chen, Qun · Qin, Lei · An, Zhen · Li, Zong-Feng · 王权 · Guo, Xiao · Yao, Tian · Yu, Xi · Zhong, Hong · 晨曦 · Wang, Jin · 詹明生

Science Advances 2026

参数信息

等效原理检验不确定度

2.8e-8

等效原理检验结果

-2.7e-7

技术优势

精度提高三个量级

通过平台运动抑制、荧光探测切换和双光子失谐切换方法消除相位噪声，使测试不确定度达到2.8×10⁻⁸，优于此前微重力原子干涉实验三个数量级。

轨道上直接测

双组分原子干涉仪在中国空间站上实现在轨量子检验，无需地面模拟微重力环境，为空间基础物理实验提供直接途径。

双组分消除系统误差

采用85Rb和87Rb两种原子进行差分测量，共模抑制平台振动等系统误差，是达到10⁻⁸量级不确定度的关键。

应用场景

• 空间量子惯性传感器：该工作演示了空间原子干涉仪抑制振动噪声的能力，为星载量子惯性传感器提供技术路线。
• 空间基础物理实验：在轨高精度检验弱等效原理，为空间基础物理实验开辟新途径。
• 高精度惯性测量：开发的相位噪声抑制方法可推广到高精度惯性测量，提高加速度计和陀螺仪精度。
• 量子传感器集成：在空间站上集成光路、探测与振动抑制，为量子传感器集成提供在轨验证。