用于弱等效原理量子检验的同步双物种原子干涉仪的表征

我们在此展示一种用于测量两种不同原子种（$^{87}$Rb 和 $^{85}$Rb）之间差分加速度的同步双物种物质波加速度计的性能。我们研究了干涉仪输出中差分相位的表达式与提取方法。该差分加速度计达到 $1.23\times10^{-7}g/\sqrt{Hz}$ 的短期灵敏度（受探测噪声限制）以及在 11000 s 后 $2\times10^{-9}g$ 的分辨率，据我们所知这是迄今为止双物种原子干涉仪报道的最高值。得益于同步测量，即使振动水平高达 $3\times10^{-3}g$（对应于 94 dB 的共模振动噪声抑制比，即 50 000 的抑制因子），仍能实现此类分辨率水平。这些结果证明了这种原子传感器即使在高度振动环境和紧凑型传感器条件下，也能以 $\eta\sim10^{-9}$ 的水平实现基于量子弱等效原理（WEP）的检验。