利用天基原子钟和原子干涉仪检验广义相对论及替代引力理论

极高精度原子钟和原子干涉仪的成功微型化为执行精密实验的卫星任务提供了前景。我们讨论了广义相对论和替代引力理论所预测的、可由环绕地球运行的时钟探测到的效应。我们的实验依赖于利用观测到的时钟走时率对航天器进行精确跟踪。重建的航天器四维轨迹将揭示地球引力场中引力扰动的性质，从而有可能区分不同的引力理论。这项任务能够在单次实验过程中测量多种相对论效应，并约束地球周围的参数化后牛顿参数 (PPN)。携带分数走时不精度为 $\Delta f/f \sim 10^{-16}$ 的时钟、在环绕地球的椭圆轨道上运行的卫星，将能把 PPN 参数约束为 $|\beta -1|, |\gamma-1| \lesssim 10^{-6}$。我们还简要回顾了原子干涉仪对张量标量理论的潜在约束，特别是对 Chameleon 和 dilaton 模型的约束。