扭秤弱等效原理實驗中的引力梯度效應(yīng)研究.pdf

1、弱等效原理是愛因斯坦廣義相對論的基本假設(shè)之一，它指出“在均勻引力場中，不同組份物體的慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量之比相等”。檢驗弱等效原理的方法多為扭秤方案和自由落體方案，自由落體法由于受到實驗高度的限制，使得在地球上的實驗精度無法得到進一步提高，因此現(xiàn)在高精度的地面實驗大都采用扭秤方案。隨著空間微重力科學(xué)的發(fā)展，人們可以利用航天技術(shù)開展這一領(lǐng)域的研究，美國和歐空局聯(lián)合進行的STEP計劃就是在空間站進行檢驗等效原理實驗，其預(yù)期實驗精度為量級。

2、 本文主要計算和分析引力梯度效應(yīng)對弱等效原理實驗的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對于調(diào)制的扭秤，由于系統(tǒng)的不對稱所引起的引力梯度效應(yīng)達到了Nm，而周圍引力場的不對稱同樣也會對實驗產(chǎn)生不同程度的影響。經(jīng)過理論分析，采用增強扭秤檢驗系統(tǒng)和周圍引力場的對稱性的方法可以減小和降低引力梯度效應(yīng)對實驗的影響。 同時也設(shè)計了相關(guān)的實驗對此進行驗證。還對二重對稱扭秤的光子實驗數(shù)據(jù)進行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)二倍頻的效應(yīng)為10-12Nm的量級，通過計算分析發(fā)現(xiàn)扭秤周圍環(huán)