Актуальное состояние разработки атомного интерферометра для измерения абсолютного значения ускорения свободного падения

М. С. Алейников, Г. В. Осипенко, А. В. Новоселов, Ю. В. Пашкова, М. Н. Хромов

ФГУП «ВНИИФТРИ», г. Солнечногорск, Россия

Точные измерения ускорения свободного падения g требуются в широкой области приложений геофизики и гравитационных исследований. На сегодняшний день атомные интерферометры на основе материально-волновой интерференции уже достигли точностных характеристик лучших классических гравиметров [1–3]. Благодаря отсутствию в системе механического трения, а также технологии охлажденных атомов, атомные интерферометры имеют преимущество над классическими в оперативности и продолжительности измерений.

Во ВНИИФТРИ большой опыт разработки стандартов времени и частоты фонтанного типа, в настоящее время в институте разработана физическая часть атомного гравиметра на основе аналогичного принципа [4]. В физической части в качестве рабочего тела используются атомы рубидия. В основной оптической ловушке атомы рубидия сначала загружаются из источника холодных атомов, после чего охлаждаются до температур порядка нескольких единиц мкК. В результате в атомном спектроскопе имеется около 107 атомов в облаке с температурой порядка 2.1 мкК [5]. После разработки физической части проведены исследования взаимодействия атомов с одним импульсом в различных конфигурациях Рамановских лучей. Далее исследуется рабочая схема взаимодействия с последовательностью трех импульсов π/2-π-π/2. В настоящее время производится оптимизация параметров установки для получения наилучшей интерферометрии в данной схеме одновременно с выполнением интерпретации первых измерений ускорения свободного падения.

Литература

1) Peters A., Chung K. Y., Chu S. High-precision gravity measurements using atom interferometry // Metrologia. 2001. Vol. 38. P. 25.

2) Schmidt M., Senger A., Hauth M., et al. A mobile high-precision absolute gravimeter based on atom interferometry // Gyroscopy and Navigations. 2011. Vol. 2. P. 170.

3) Hu Z. K., Sun B.L., Duan X.C., et al. Demonstration of an ultrahigh-sensitivity atom-interferometry absolute gravimeter // Phys. Rev. A. 2013. Vol. 88. P. 043610.

4) Aleynikov M. S., Baryshev V. N., Blinov I. Y., et al. Prospects for the development of a sensitive atomic interferometer based on cold rubidium atoms // Measurement Techniques. 2020. Vol. 63, no. 7. P. 520–523.

5) Osipenko G., Aleynikov M., Pashkova J. Current status of the atomic gravimeter development at FSUE “VNIIFTRI” // EFTF-2024. Neuchatel, Proceedings. P. 39.

6) Aleynikov M., Osipenko G. progress towards the absolute atomic gravimeter development // UFFC-JS 2024. Taipei, Proceedings. P. 104.