基于Bragg衍射的大动量反冲原子干涉重力仪研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11474115
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    105.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2107.原子分子物理与其他学科交叉
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

High precision atom interferometry gravimeters have been wildly used in precision measurements, test of fundamental physics and geophysics. It is significant to further improve the resolution of atomic gravimeter to fulfill the requirements of many scientific experiments. One efficient way for improving the sensitivity could be realized experimentally by increasing the interferometry signal. Based on our former atomic gravimeter, we propose to use high order Bragg diffraction to transfer multi-photons momentum to the atoms, which will dramatically increase the interferometry time-space area, and then increase the gravity induced interferometry phase shifts. And finally the resolution will be improved as the interference signal is increased by large momentum transfer. During the whole Bragg atom interferometry process, atoms stay in one internal state, which makes this kind of interferometer has the advantage of non-sensitive to the electromagnetic field. We are expected to improve an atom interferometry gravimeter's resolution to 1×10^-9g/Hz^1/2 level using Bragg diffraction technology, by research on high power Bragg laser beam, well controlling of the atom momentum state and increasing the fringe contrast.
高精度冷原子干涉重力仪被广泛应用于精密测量物理、基本物理规律检验以及地球物理等研究领域,进一步提高原子重力仪的测量分辨率具有重要的研究意义。实验上可以通过增加干涉相移信号来提高原子干涉重力仪的分辨率水平。本项目拟在课题组前期铷原子干涉重力测量研究的基础上,采用基于高阶Bragg衍射的大动量反冲技术,使原子获得高于双光子的多光子反冲动量,增加原子干涉仪的时空面积,增大干涉相移,从而提高原子重力仪的测量分辨率。此外,在由Bragg衍射脉冲主导的干涉过程中,原子都处于单一内态,所以降低了环境电磁场噪声对该类型原子干涉仪的影响。本课题拟通过对高功率Bragg激光束的产生、Bragg脉冲对原子动量态的操控、干涉条纹对比度的提高等关键技术攻关,期望将原子干涉重力仪分辨率突破到1×10^-9g/Hz^1/2水平,为相关基础和应用研究打好基础。

结项摘要

高精度冷原子干涉仪被广泛应用于物理常数测量、惯性传感、地球物理等研究领域。在这些科学研究中,进一步提高原子重力仪的测量分辨率具有重要的研究意义。本项目采用基于Bragg衍射的大动量反冲技术,设计并实现了基于Bragg衍射的原子干涉重力仪,完成了项目的主要研究内容,基本达到了预期指标。本项目的主要工作概括如下:完成了一套由1560 nm到780 nm的高功率、低相噪激光倍频系统,并用其制备了高功率Bragg光和Raman光;实现了原子的Bragg衍射,最高转移8光子动量,获取了基于Bragg衍射的原子干涉条纹;实验表明该Bragg型原子干涉重力仪的测量灵敏度达到1.9×10-8g/Hz1/2,积分1000 s后分辨率达到7×10-10g,比同类型的Bragg干涉重力仪灵敏度提高了近3倍。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Quantum tiltmeter with atom interferometry
带原子干涉测量的量子倾斜计
  • DOI:
    10.1103/physreva.96.063606
  • 发表时间:
    2017-12
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW A
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Xu Wen-Jie;Zhou Min-Kang;Zhao Miao-Miao;Zhang Ke;Hu Zhong-Kun
  • 通讯作者:
    Hu Zhong-Kun
Note: Effect of the parasitic forced vibration in an atom gravimeter
注:原子重力计中寄生受迫振动的影响
  • DOI:
    10.1063/1.5029405
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Review of Scientific Instruments
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Chen Le-Le;Luo Qin;Zhang Heng;Duan Xiao-Chun;Zhou Min-Kang;Hu Zhong-Kun
  • 通讯作者:
    Hu Zhong-Kun
Effect of Raman-pulse duration related to the magnetic field gradient in high-precision atom gravimeters
高精度原子重力计中拉曼脉冲持续时间与磁场梯度的影响
  • DOI:
    10.1088/1674-1056/27/3/030303
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Chinese Physics B
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Cheng Yuan;Tan Yu-Jie;Zhou Min-Kang;Duan Xiao-Chun;Shao Cheng-Gang;Hu Zhong-Kun
  • 通讯作者:
    Hu Zhong-Kun
Effect of the Gaussian distribution of both atomic cloud and laser intensity in an atom gravimeter
原子重力计中原子云和激光强度的高斯分布的影响
  • DOI:
    10.1103/physreva.93.053615
  • 发表时间:
    2016-05
  • 期刊:
    Physical Review A
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Zhou Min-Kang;Chen Le-Le;Luo Qin;Zhang Ke;Duan Xiao-Chun;Hu Zhong-Kun
  • 通讯作者:
    Hu Zhong-Kun
Observing the effect of wave-front aberrations in an atom interferometer by modulating the diameter of Raman beams
通过调制拉曼光束直径观察原子干涉仪中波前像差的影响
  • DOI:
    10.1103/physreva.93.043610
  • 发表时间:
    2016-04-11
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW A
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Zhou, Min-kang;Luo, Qin;Hu, Zhong-kun
  • 通讯作者:
    Hu, Zhong-kun

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其他文献

小型化原子重力仪及应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
    导航与控制
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邓小兵;徐文杰;程源;张炯阳;胡忠坤;周敏康
  • 通讯作者:
    周敏康

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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