近地表钻孔中的磁光阱

钻孔重力传感可用于多种应用，以测量井周特征，包括岩性变化制图与储层孔隙度确定。基于原子干涉仪的量子技术重力传感器能够提供更快的勘探速度并减少校准需求。虽然地表传感器已在真实环境中得到验证，但此类设备要部署于钻孔中，还需在鲁棒性上显著提升，并减小径向尺寸、重量与功耗。为实现基于冷原子的传感器下井部署的第一步，我们演示了一种可部署于钻孔的磁光阱，即许多冷原子系统的核心组件。包含磁光阱本身的封装最宽处外半径为 ($60\pm0.1$) mm，长度为 ($890\pm5$) mm。该系统用于在宽 14 cm、深 50 m 的钻孔中以 1 m 间隔生成原子云，以模拟进行孔内重力测量。在测量期间，该系统平均生成 (3.0 $\pm 0.1) \times 10^{5}$ 个 $^{87}$Rb 原子云，整个测量中原子数的标准偏差低至 $9 \times 10^{4}$。