失重环境下的双物质波惯性传感器

基于冷原子干涉仪的量子技术在惯性传感和基础物理等领域展现出巨大前景。然而，在地球上可达到的最佳精度受限于原子的自由落体时间，其全部潜力只能在太空中实现，那里长达数秒的询问时间将带来前所未有的灵敏度。目前正在推进各种计划实施物质波惯性传感器的任务场景。为实现这一目标，我们在抛物线飞行产生的失重环境中实现了 $^{87}$Rb $-$ $^{39}$K 干涉仪的首次机载同时运行。飞行期间的大幅振动水平（$10^{-2}~g/\sqrt{\rm Hz}$）、加速度范围（$0-1.8~g$）和旋转速率（$5$ deg/s）带来了重大挑战。我们通过分别以 $1.1 \times 10^{-3}$ 和 $3.0 \times 10^{-4}$ 的系统受限不确定度在标准重力和微重力下测量 E"{o}tv"{o}s 参数，展示了我们双量子传感器的能力。这构成了在自由落体飞行器中使用量子传感器对等效原理的首次检验。我们的结果适用于惯性导航，并可扩展至未来太空任务中的卫星轨迹。