科学家发明新量子导航装置利用原子测量三维加速度

新技术
2025-06-17 14:05

盖世汽车讯据外媒报道，在一项新研究中，科罗拉多大学博尔德分校（University of Colorado Boulder）的物理学家利用冷却至极低温度的原子云同时测量三维加速度。图片来源：科罗拉多大学这种装置是一种新型原子“干涉仪”，未来或许能帮助人们更精确地导航潜艇、航天器..

盖世汽车讯据外媒报道，在一项新研究中，科罗拉多大学博尔德分校（University of Colorado Boulder）的物理学家利用冷却至极低温度的原子云同时测量三维加速度。

图片来源：科罗拉多大学

这种装置是一种新型原子“干涉仪”，未来或许能帮助人们更精确地导航潜艇、航天器、汽车和其他交通工具。

“传统的原子干涉仪只能测量单维加速度，但我们生活在一个三维世界中，”这项新研究的合著者、科罗拉多大学博尔德分校物理系研究生Kendall Mehling说道。“为了知道我要去哪里，以及我去过哪里，我需要追踪我在三个维度上的加速度。”

研究人员本月在期刊《Science Advances》上发表了题为“光学晶格中的矢量原子加速度测量（Vector atom accelerometry in an optical lattice）”的论文。团队成员包括Mehling、物理学博士后研究员Catie LeDesma，以及物理学教授兼JILA研究员Murray Holland。

这台新装置堪称工程奇迹：Holland及其同事使用六根细如发丝的激光器，将数万个铷原子云固定到位。然后，在人工智能的帮助下，他们以复杂的模式操控这些激光器——这使得团队能够测量原子在微小加速度（例如踩下汽车油门）下的反应行为。

如今，大多数车辆使用GPS和传统的电子设备（称为加速度计）来追踪加速度。该团队的量子设备在与这些工具竞争之前还有很长的路要走。但研究人员看到了基于原子的导航技术的巨大潜力。