短程重力势中的量化频率参考及其在暗物质和暗能量搜索中的应用

观测到 Higgs 自旋 -0 玻色子作为标量场表现的证据，为粒子标准模型 (SM) 提供了缺失的基石。然而，标准模型无法解释宇宙中不可见但具有引力活性的部分。其性质尚不清楚，但 Higgs 标量粒子的确认推动了标量场理论的发展。迄今为止，在不同距离进行的引力实验和观测未发现偏离牛顿引力定律的现象。因此，暗能量必须具有一种屏蔽机制，以抑制标量介导的第五种力。我们的研究路线是基于量子干涉技术的新型中子引力实验。通过外部耦合对共振态上的量子态进行光谱测量，使其成为搜索宇宙中暗物质和暗能量贡献的有力手段。如果存在其他标量场或自旋 -0 玻色子，重力势中的量子态与之密切相关。如果原因是某种未发现粒子与中子相互作用，这将导致重力势中量子态的可测量能量偏移，因为对中子而言不存在屏蔽效应。我们利用重力共振光谱学 (Gravity Resonance Spectroscopy) 以最高精度测量能级分裂，从而对任何可能的新相互作用施加约束。我们获得了$10^{-14}$eV 的灵敏度。我们对任何第五种力设定了实验限制，特别是对于标量变色龙场 (scalar chameleon field)，在$n=3$时参数$\beta<2\times10^9$，这比我们之前的实验提高了 100 倍，比原子光谱的精密测试好了五个数量级。赝标量轴子耦合被限制为$g_s g_p/\hbar c < 3\times10^{-16}$ (在$20\,\mu$m 处)，提高了 30 倍。这些结果表明，在这一提高的精度水平上，引力得到了很好的理解。