【摘 要】
:
重力仪在地球物理学、测地学和计量学及惯性导航等领域都有重要的应用。相比于传统的落体角锥式激光干涉绝对重力仪,冷原子重力仪具有灵敏度高、自校正、可长期连续观测、无机械磨损和维护成本低等优势。然而,冷原子重力仪的实验装置和操作复杂,如何满足小型化与准确性的要求是其发展应用的一个重难点。基于此,本文主要研究以85Rb原子作为测试质量的可搬运高精度冷原子绝对重力仪(命名为WAG-H5-1)。通过磁光阱囚禁
论文部分内容阅读
重力仪在地球物理学、测地学和计量学及惯性导航等领域都有重要的应用。相比于传统的落体角锥式激光干涉绝对重力仪,冷原子重力仪具有灵敏度高、自校正、可长期连续观测、无机械磨损和维护成本低等优势。然而,冷原子重力仪的实验装置和操作复杂,如何满足小型化与准确性的要求是其发展应用的一个重难点。基于此,本文主要研究以85Rb原子作为测试质量的可搬运高精度冷原子绝对重力仪(命名为WAG-H5-1)。通过磁光阱囚禁原子,再经过偏振梯度冷却、上抛、选态和拉曼干涉、探测等过程完成干涉仪对重力加速度的测量,典型实验参数下其干涉仪相位对重力的灵敏度为0.16μGal/mrad(1μGal=10 nm/s~2)。主要研究成果如下:(1)为了满足仪器的可搬运性,实现了该重力仪的初步集成化,主要包括:紧凑的钛超高真空系统、小型化光学系统和自主集成化电路驱动系统。该重力仪系统的总体积为1.8 m~3,可分为四个集装箱单独运输。经过长时间高振动的公路运输测试,该系统仍可以正常稳定地工作。为了满足高精度需求,通过高性能的主动隔振、磁屏蔽、归一化探测等关键技术,使得重力仪的灵敏度达到28μGal/(Hz1/2),经过积分2000 s,重力测量的稳定度可达0.7μGal。(2)为了实现高准确度的绝对重力测量,细致地评估了该系统中的系统误差。一方面,采用反转拉曼光有效波矢的方法消除了系统中与有效波矢方向无关的系统误差,其中包括二阶塞曼频移等效应。另一方面,对于有效波矢方向相关的系统误差,如拉曼光倾角、科里奥利效应、自引力效应等,采取调制、补偿或理论模拟的方法进行全方位的评估。在此过程中,发现了两个新的系统误差:ac Stark频移不平衡和拉曼啁啾效应,研究了它们的产生机制并评估了其引起的系统偏置。最终该重力仪的总系统误差评估不确定度为9μGal。(3)为了进一步评估其重力测量的稳定性和准确性,我们对该重力仪进行了三次绝对重力比对。通过参加国际计量局组织的2017年国际绝对重力仪比对(ICAG-2017),确定该仪器在计量学上的等效度为-3.8μGal,其扩展不确定度在95%置信水平下为20.4μGal。作为目前国际上唯一一台基于85Rb原子的可搬运冷原子绝对重力仪,它增加了国际比对中重力仪的测试质量和技术路径的多样性,这对于发现国际绝对重力测量基准网可能存在的测量偏差有着重要意义。随后我们将该系统与行业标准FG5X进行了同时比对,发现WAG-H5-1在重力测量的精度、连续性、采样率、稳定性等方面均有优势。这也揭示了基于冷原子干涉方案的绝对重力仪发展的巨大潜力。
其他文献
植物中的草酸钙晶体在特化细胞(晶异细胞)内的形成,是一种基本的、重要的生理代谢过程。不同植物草酸钙晶体在形态或结构上存在多样性和种间专一性;同一种植物中的草酸钙晶体往往具有特定的尺寸和形貌,并且成核后晶体的生长和晶异细胞的发育间存在显著的协同作用,这些事实均表明草酸钙的生物矿化不是一种随机的化学结晶过程,而是受到生物大分子(蛋白、多糖、糖蛋白等)的精确调控。被塑造的矿化相在特定的膜包覆空间内经历了
水稻持续增产是世界人口增长的必然要求。为了减少由于害虫爆发造成的作物损失,越来越多的不同新型杀虫剂被开发和应用。然而,杀虫剂对人类健康、环境和害虫自然天敌的危害同时也引起了公众的关注。天敌与害虫一般发生在同一个栖息地,这使得在利用杀虫剂控制害虫时天敌很容易通过任何直接途径或间接途径接触到杀虫剂。之前许多的研究也表明,杀虫剂对天敌的生长发育有重大影响。因此,杀虫剂对非目标生物的潜在不利影响评价是杀虫
目的骨缺损是临床上最常见的疾病之一,常由肿瘤、外伤、感染等疾病造成。大面积的骨缺损常常使用自体骨或者异体骨移植进行治疗。然而,受限于自体骨的有限来源和异体骨的吸收排斥反应等,开发更优的人工骨支架材料成为迫切需要解决的问题。在骨组织工程中,常常使用支架材料为细胞生长提供3D环境,使用骨髓间充质干细胞和生长因子等作为成骨诱导补充剂进行骨再生的优化。但是大量使用生长因子如骨形态蛋白等已经被证实可能会带来
低频信号(10 Hz及以下频段)的散粒噪声极限测量在引力波探测、磁致真空双折射效应观测等基础物理研究中具有重要的科学意义。相敏外差探测方法对低频信号具有高灵敏探测能力,在散粒噪声极限低频信号探测中有潜在应用前景,近年来引起国内外科研团队的关注。但是,相敏外差探测作为一种新的探测方法,还需要在理论和实验上进一步研究才能在实际科学研究中发挥作用。本文通过Mach-Zehnder干涉仪产生低频振幅信号、
第一部分:制备神经保护性丝胶水凝胶作为细胞载体应用于中风修复并阐述了其机制目的:合成一种具有神经保护性的生物水凝胶应用于中风修复并对其进行评估方法:首先通过LiBr抽提法从蚕茧中获取丝胶液;然后选用Genipin作为交联剂,通过共价交联反应,合成丝胶水凝胶。我们对该丝胶水凝胶的二级结构,机械性能,吸水膨胀率,微观结构,降解性进行评估;通过原代神经元细胞的形态和细胞毒性实验检测了该水凝胶的细胞相容性
第一部分 L-岩藻糖对离体结肠平滑肌条的自发性收缩的影响目的:以蔗糖(Sucrose)为对照,明确L-岩藻糖(L-Fucose)对人及大鼠离体结肠平滑肌条自发性收缩的作用及其量效关系。了解L-岩藻糖在平滑肌条痉挛状态时对其自发性收缩的影响。材料与方法:(1)采用Vapro(?)5600露点渗透压仪测定各浓度蔗糖对照组与岩藻糖实验组渗透压。(2)采用器官浴槽系统(Organ Bath)离体平滑肌条实
黑洞熵的微观起源问题为人们研究量子引力理论提供了一个具体的切入点。基于规范引力对偶的思想,Strominger等人发现极端Kerr黑洞近视界背景上存在渐近共形对称性,他们据此猜想定义在极端Kerr黑洞背景上的量子引力与共形场论对偶,并证明可以通过计算共形场论中微观状态数的方法得到极端黑洞的熵。对于任意自旋Kerr黑洞,Strominger等人发现在近视界黑洞背景上标量场方程的解空间具有SL(2,R
第一部分 急性冠脉综合征患者外周血中髓系来源抑制性细胞比例及功能改变目的髓系来源抑制性细胞(MDSCs)是一类具有显著负向免疫调节作用的髓系来源细胞群体,广泛参与肿瘤、感染、自身免疫病、慢性炎症等多种病理过程,然而其在急性冠脉综合征中的作用却尚未见报道。本部分实验旨在探究MDSCs在急性冠脉综合征(ACS)患者外周血中的表达比例及免疫功能改变。方法本部分研究共纳入研究对象169例,其中包括ACS患
对于量子材料的研究,可以分为两大主线。其一,是对强关联电子学的研究。强关联电子体系材料中蕴藏着丰富的物理性质,包括局域磁矩、关联金属态、量子临界和非常规超导等;第二条主线是对弱关联体系的研究。在这个体系中,强的自旋-轨道耦合(SOC)作用将导致拓扑非平庸的物理现象,例如拓扑绝缘体、拓扑半金属以及拓扑Mott绝缘体等。本文中,我们使用扫描隧道显微镜/谱(STM/S)、分子束外延(MBE)和角分辨光电
胫骨软骨发育不良(TD)是一种影响快速生长期肉鸡的骨骼异常发育疾病。除了对全世界的禽业造成巨大的经济损失外,TD也引起了对动物福利的关注。TD的特点是在胫骨的近端生长板处存在无血管化,无矿化的白色不透明软骨栓。患TD的鸡表现出不良的身体状况,畸形的胫骨以及跛行。1.蛇床子素:一种香豆素衍生物通过调节鸡的BMP-2和RUNX-2表达缓解福美双所致的胫骨软骨发育不良禽胫骨软骨发育不良发生于快速生长的肉