"Гравитационная спектрометрия ультрахолодных нейтронов. Краткий исторический обзор и современное состояние направления"

М. Захаров

Доклад носит информационно-образовательный характер и подготовлен по материалам опубликованных работ. Явление существования энергетических уровней нейтронов в гравитационном поле над зеркалом было предсказано в работе [1]. Позже их существование было подтверждено в эксперименте [2]. Дальнейшие исследования были направлены на улучшение точности эксперимента и поиск возможности применения этого явления. В результате возник высокоточный метод спектрометрии ультрахолодных нейтронов (УХН), основанный на измерении частоты перехода нейтрона между энергетическими уровнями [3]. Резонансная гравитационная спектрометрия УХН может быть применена к ряду фундаментальных исследований, таких как поиск новых типов взаимодействия, проверка слабого принципа эквивалентности Эйнштейна, проверка моделей тёмной материи и тёмной энергии. Экспериментальная реализация метода показала рекордную точность измерения энергии нейтрона на уровне 10^-15 нэВ.

[1] V.I. Luschikov and A.I. Frank, Quantum effects occurring when ultracold neutrons are stored on a plane, Pis’ma Zh. Eksp. Teor. Fiz., 20, 9, 607 (1978).

[2]  V.V. Nesvizhevsky, et al., Quantum states of neutrons in the Earth’s gravitational field, Nature, 415, 297 (2002).

[3] H.Abele, et. al., Ramsey’s method of separated oscillating fields and its application to gravitationally induced quantum phase shifts, Phys. Rev. D, 81, 065019 (2010).