Транспортируемый гравиметр на холодных атомах разработки LNE-SYRTE: работа в подземных условиях в режиме наилучшей чувствительности
Аннотация
Под землей, при низком уровне шума, создаются условия для наиболее эффективной работы высокочувствительных датчиков: акселерометров, гирометров, сейсмометров. Эти приборы идеально подходят для наблюдения чрезвычайно слабых сигналов в рамках геофизических исследований. В подземной лаборатории малых шумов Laboratoire Souterrain à Bas Bruit (LSBB), где установлен наш гравиметр на холодных атомах, обеспечены необходимые условия. В настоящей статье сообщается о достижении наилучшей кратковременной чувствительности такого прибора без использования системы виброизоляции колебаний грунта: 10–8 м/с2 за 100 с измерения.
Статья по докладу на симпозиуме по гравиметрии IAG Symposium on Terrestrial Gravimetry: Static and Mobile Measurements, 2013.
Об авторах
Т. Фара
Лаборатория LNE-SYRTE, Парижская обсерватория
Франция
Франция
Фара Тристан
К. Герлен
Лаборатория LNE-SYRTE, Парижская обсерватория
Франция
Франция
Герлен Кристина
А. Ландражен
Лаборатория LNE-SYRTE, Парижская обсерватория
Франция
Франция
Ландражен Арно
Ф. Буйе
Университет Бордо, лаборатория фотонных, цифровых и наноисследований (г. Таланс)
Франция
Франция
Буйе Филипп
С. Гаффе
Лаборатория LSBB (г. Рюстрель)
Франция
Франция
Гаффе Стефан
Ф. Перейра Дос Сантос
Лаборатория LNE-SYRTE, Парижская обсерватория
Россия
Россия
Перейра дос Сантос Франк
С. Мерле
Лаборатория LNE-SYRTE, Парижская обсерватория
Россия
Россия
Мерле Себастьян
Список литературы
1. Kasevich, M. and Salomon, C., 2006, Special Issue: "Quantum Mechanics for Space Application: From Quantum Optics to Atom Optics and General Relativity", Appl. Phys. B , 84 , Issue 4, 543-544, and all following articles .
2. Peters, A., Chung, K.Y. and Chu, S.,2001, High-precision gravity measurements using atom interferometry, Metrologia , 38, 25-61.
3. Jiang, Z. et al, 2012, The 8th International Comparison of Absolute Gravimeters 2009 - The First Metrological Key Comparison CCM.G-K1, Metrologia, 49, 666-684.
4. Francis, O. et al., 2013, The European Comparison of Absolute Gravimeters 2011 (ECAG-2011) in Walferdange, Luxembourg: results and recommandations, Metrologia, 50, 257-268.
5. Geiger, R., Ménoret, V., Stern, G., Zahzam, N., Cheinet, P., Battelier, B., Villing, A., Moron, F., Lours, M., Bidel, Y., Bresson, A., Landragin, A. and Bouyer, P., 2011, Detecting inertial effects with airborne matter-wave interferometry, Nature Communications 2, 474.
6. McGuinness, H. J., Rakholia, A. V., Biedermann, G. W., 2012, High data-rate atom interferometer for measuring acceleration, Appl. Phys. Lett., 100, 011106
7. McGuirk, J. M., Foster, G. T., Fixler, J. B., Snadden, M. J. and Kasevich, M., 2002, Sensitive absolute-gravity gradiometry using atom interferometry, Phys. Rev. A, 65, 033608
8. Barrett, B., Gominet, P.-A., Cantin., E., Antoni-Micollier, L., Bertoldi, A., Battelier, B., Bouyer, P., Lautier, J., Landragin, A., 2013, Mobile and remote inertial sensing with atom interferometers, arXiv:1311.7033v1.
9. Gouët Le, J., Mehlst¬äubler, T. E., Kim, J., Merlet, S., Clairon, A., Landragin, A. and Pereira Dos Santos, F., 2008, Limits to the sensitivity of a low noise compact atomic gravimeter, Appl. Phys. B, 92, 133-44.
10. Schmidt, M., Senger, A., Hauth, M., Freirer, C., Schkolnik, V., and Peters, A., 2011, A Mobile High-Precision Absolute Gravimeter Based on Atom Interferometry, Gyroscopy and Navigation, Vol 2, No 3, 170-177.
11. Zhou, M-K., Hu, Z-K., Duan, X-C., Sun, B-L., Chen, L-L., Zhang, Q-Z. and Luo, J., 2012, Performance of a cold-atom gravimeter with an active vibration isolator Phys. Rev. A 86 043630.
12. Merlet, S., Le Gouët, J., Bodart, Q., Clairon, A., Landragin, A., Pereira Dos Santos, F. and Rouchon, P., 2009, Operating an atom interferometer beyond its linear range, Metrologia, 46 , 87-94.
13. Geiger R., Ménoret V., Stern G., Zahzam N., Cheinet P., Battelier B., Villing A., Moron F., Lours M., Bidel Y., Bresson A., Landragin A. and Bouyer P., 2011, Detecting inertial effects with airborne matter-wave interferometry, Nature comm., 2 474.
14. D’Oreye, N., Van Dam, T., Francis, O., 2000, An International Reference Station for Inter-comparison of Absolute Gravimeters (ISIAG) in Walferdange, Luxembourg: the GRAVILUX Project, Bull. D’Inf. Du BGI (86) 27-36
15. Dimopoulos, S., Graham, P. W., Hogan, J. M., Kasevich, M. A., and Rajendran, S., 2008, Atomic gravitational wave interferometric sensor, Phys. Rev. D , 78 , 122002.
16. Ertmer, W. et al., 2009, Matter wave explorer of gravity (MWXG), Exp. Astron., 23, 611649
17. Wolf, P. et al., 2009, Quantum physics exploring gravity in the outer solar system, Exp. Astron., 23, 651-687.
18. Schubert, C. et al., 2013, Differential atom interferometry with 87Rb and 85Rb for testing the UFF in STE-QUEST, arXiv:1312.5963.
19. Cheinet, P., Pereira, Dos Santos, F. Petelski T., Le Gouët, J., J. Kim, K. T. Therkildsen, Clairon A., and Landragin A., 2006 Compact laser system for atom interferometry App. Phys. B 84 643-646.
20. Louchet-Chauvet, A., Farah T., Bodart Q., Clairon A., Landragin A., Merlet S., and Pereira Dos Santos, F., 2011 Influence of transverse motion within an atomic gravimeter New J. Phys. 13 065025.
21. Bordé, Ch. J., 1989 Atom interferometry with internal state labelling Phys. Lett. A 140 , 10
22. Bordé, Ch. J. , 2001 Theoretical tools for atom optics and interferometry C.R. Acad. Sci. Paris, t.2, Série IV 509-30.
23. http://www.minusk.com
24. S. Gaffet, Y. Guglielmi, J. Virieux, G. Waysand, A. Chwala, R. Stolz, C. Emblanch, M. Auguste, D. Boyer and A. Cavaillou 2003 Simultaneous seismic and magnetic measurements in the Low-Noise Underground Laboratory (LSBB) of Rustrel, France, during the 2001 January 26 Indian earthquake Geophys. J. Int. 155 981-990.
25. Gaffet, S., Wang, J.S.Y., Yedlin, M., Nolet, G., Maron, C., Brunel, D., Cavaillou, A., Boyer, D., Sudre, C., and Auguste, M. 2009 A 3D broadband seismic array at LSBB IRIS DMS Electronic Newsletter 11 3.
26. Wang, J.S.Y., Guglielmi, Y., and Gaffet, S. 2010 Collaborative projects between two USA-France national subsurface laboratories to improve imaging of fractured-porous rocks properties and coupled THMCB processes Rock Mechanics in Civil and Environmental Engineering 857-860, Zhao, Labiouse, Dudt & Mathier (eds), 2010 Taylor & Francis Group, London, ISBN 978-0-415-58654-2, 864 pp.
27. Merlet, S. Kopaev A., Diament M., Genevès G., Landragin A., Pereira Dos Santos F., 2008 Microgravity investigations for the LNE watt balance project Metrologia 45 265-274
28. Peterson, J. 1993 Observations and modeling of seismic background noise USGS Open file Rept 93-322.
29. Gauguet, A., Mehlstäubler, T. E., Lévèque, T., Le Gouët, J., Chaibi, W., Canuel, B., Clairon, A., Pereira Dos Santos, F. and Landragin, A. 2008 Off-resonant Raman transition impact in an atom interferometer Phys. Rev. A 78 043615.
30. Zhong-Kun Hu, Bu-Liang Sun, Xiao-Chun Duan, Min-Kang Zhou, Le-Le Chen, Su Zhan, Qiao-Zhen Zhang, and Jun Luo, 2013, Demonstration of an ultra-high sensitivity atom interferometry gravimeter, Phys. Rev. A 88, 043610.
31. Cheinet, P., B. Canuel, Pereira Dos Santos, F., Gauguet, A., Yver-Leduc F., and Landragin, A., 2008 Measurement of the Sensitivity Function in a Time-Domain Atomic Interferometer IEEE Trans. on Instrum. and Meas. 57 no 6 1141-1148.
Рецензия
Для цитирования:
Фара Т., Герлен К., Ландражен А., Буйе Ф., Гаффе С., Перейра Дос Сантос Ф., Мерле С. Транспортируемый гравиметр на холодных атомах разработки LNE-SYRTE: работа в подземных условиях в режиме наилучшей чувствительности. Гироскопия и навигация. 2014;22(3):3-14.
Просмотров:
20
JATS XML
Послать статью по эл. почте 