Experiment to detect dark energy forces using atom interferometry
宇宙的加速膨胀激发了广泛的一类标量场理论，它们在大尺度上修正了引力。在广义相对论的弱场极限已经被实验证实的区域，这样的理论需要一种屏蔽机制来抑制新的力。我们测量了高真空室中原子向宏观测试质量的加速度，在某些理论中，新的力是未屏蔽的。我们用原子干涉测量法进行的测量表明，原子和试验质量之间的吸引力与牛顿引力没有明显的不同。这一结果对变形引力的变色龙和牛顿理论中的自由参数提出了严格的限制。
2018-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Equilibrium of Spheres with Local Anisotropy in Postnewtonian Gravity. Application to White Dwarfs
在后牛顿近似下研究了具有球对称和局域各向异性的白矮星的静态解。它认为，平衡的条件必须是，总能量是一个最小值，对于给定的重子数和问题是否有局部各向同性或各向异性的恒星内部应遵循该条件，而不是假设“先验”。结果表明，在后牛顿引力理论中，当质量超过Ekrasekhar极限时，存在局部各向异性的稳定组态。
1997-12-19 gr-qc
On galaxy rotation curves from a continuum mechanics approach to modified gravity
我们考虑一个修改的广义相对论动机的各向异性在连续介质力学的治疗。牛顿极限的理论制定和应用到银河系的旋转曲线。通过假设时空的附加结构在各向同性的微小偏差下表现得像牛顿引力势，我们能够通过适当的常数识别来恢复暗物质晕的Navarro-Frenk-White轮廓。我们认为在我们的模型的上下文中的Burkert配置文件，也讨论了旋转曲线更普遍。
2017-09-20 gr-qc
Do stellar interferometry observations indicate UV modification of gravity?
最近的研究表明，同时考虑量子力学和广义相对论所得到的普朗克尺度时空涨落的理论预测与恒星干涉测量的观测结果相比，要失败许多数量级。我们提出了基于引力短程修正的解释。粗略地说，这种修改以适应天文观测的标准是，大到$\sim 10^{26}$ kg的质量的引力半径不应超过$\sim 10^{-36}$ cm。从这个角度来看，我们考虑的修改牛顿平方反比定律由于汤川型修正和修改由于量子引力修正的框架下获得的非微扰RG方法。后者不符合所要求的修改标准。
2006-09-06 gr-qc hep-ph hep-th
Light deflection in the second post-Newtonian approximation of scalar-tensor theory of gravity
本文利用包含中程引力的标量-张量理论中第二次后牛顿近似的度规系数和运动方程，导出了光的偏转，并与前人的工作进行了比较。这些结果将是有用的精密天体测量任务，如GAIA（全球天体物理干涉仪），SIMS（空间干涉测量任务）和LATOR（激光天体测量相对论测试），旨在天体测量的微弧秒和纳弧秒精度，需要第二后牛顿框架和星历来确定恒星和航天器的位置。
2007-11-02 astro-ph gr-qc physics.space-ph
Space isotropy and weak equivalence principle in a scalar theory of gravity
本文考虑一种偏好标架双度规理论，其中标量引力场既影响度规，又具有直接的动力学效应。通过现在假设物理测量距离的局部各向同性膨胀，与用欧几里德空间度量评估的距离相比，构建修改的版本（“v2”）。动力学方程保持不变：它们基于弯曲时空中牛顿第二定律的一致表述。为了得到具有新度规的局部能量守恒方程，对标量场的方程进行了修改：现在是它的l.h. s。是平波算子。流体动力学的制定和后牛顿近似的渐近方案是适应于v2。后者也解释了引力对光线的影响，就像前者一样（v1）。在点粒子极限下发现的引力活动体的弱等效原理的违反，抛弃了v1，被证明在v2中不存在。因此，这种违反确实是由于v1中假设的空间度规的各向异性。
2006-01-30 gr-qc
Neutron interferometry and tests of short-range modifications of gravity
我们认为测试的短距离修改重力的基础上中子干涉在大额外的维度的情况下。为了避免在计算扩展源的内部引力势时的不可计算性问题，典型的零宽度膜模型，我们在厚膜理论的背景下确定了与入射中子和物质介质之间的高维引力相互作用相关的中子光学势。这样，我们确定的额外的维度模型的物理量的中子干涉术是能够约束。我们也考虑干涉实验中的移相器是一个电场，在测试中的Aharanov-Casher效应。我们认为，这个实验，与这个非重子源，可以被看作是一个测试的后牛顿参数，测量的能力的压力和内能产生重力的短期行为。
2021-03-07 gr-qc nucl-th quant-ph
Atom interferometry tests of local Lorentz invariance in gravity and electrodynamics
我们提出了后牛顿引力的局部洛伦兹不变性的原子干涉仪测试。我们已经进行的探测地球垂直重力异常的实验，使用了迄今为止分辨率最高的原子重力仪。考虑了电动力学中洛仑兹破坏的影响，给出了引力和电动力学中洛仑兹破坏的联合边界。表示在标准模型扩展或Nordtvedt的各向异性宇宙模型，我们限制十二个线性组合的7个系数的洛伦兹违反在十亿分之一的水平，从我们得到的限制6个系数（和7个时，考虑到额外的数据从月球激光测距）。我们还讨论了使用水平干涉仪，包括原子芯片或引导原子设备，这可能允许使用更长的相干时间，以实现更高的灵敏度。
2009-05-31 gr-qc
Precision Measurement of the Newtonian Gravitational Constant Using Cold Atoms
到目前为止，大约有300个实验试图确定牛顿引力常量G的值，但结果之间的巨大差异使人们不可能精确地知道它的值。引力相互作用的微弱性和屏蔽引力效应的不可能性使得在控制系统效应的同时测量G变得非常困难。大多数以前的实验是基于扭摆或扭秤计划在实验中卡文迪什在1798年，并在所有情况下，使用宏观质量。在这里，我们报告的精确测定G使用激光冷却原子和量子干涉。我们得到G=6.67191（99）× 10^（-11）m^3 kg^（-1）s^（-2），相对不确定度为百万分之150（括号中给出了综合标准不确定度）。我们的数值与科学和技术数据委员会目前建议的数值相差1.5个综合标准差。一个概念上不同的实验，如我们的帮助，以确定系统误差，已被证明是难以捉摸的，在以前的实验，从而提高了G值的信心。G和其他基本常数之间没有确定的关系，也没有理论预测其值，以检验实验结果。提高我们知道G的精度不仅是纯粹的兴趣，而且也很重要，因为G在引力理论，宇宙学，粒子物理学和天体物理学以及地球物理模型中具有关键作用。
2014-12-26 gr-qc physics.atom-ph
Post-Newtonian phenomenology of a massless dilaton
在本文中，我们提出了广泛的观察后果的无质量介子理论在后牛顿的水平。我们扩展了以前的工作，考虑了一个一般的模型，包括一个Rollon-Ricci耦合以及一个一般的Rollon动力学项，同时使用[Damour和Donoghue，PRD 2010]中提出的微物理Rollon-matter耦合模型。我们推导出了在非对称子框架下分析局部引力观测所需的所有表达式，这对推导非对称子理论的约束是有用的。特别是，我们提出了天体的运动方程（在重心和行星心参考系），光的传播方程和演化的适当的时间测量特定的时钟。特别注意的是，为了正确地推导出可观的。由此产生的方程可以用来分析大量的观测：普遍性的自由降落测试，行星星历分析，分析卫星运动，甚长基线干涉测量，跟踪航天器，引力红移测试，.
2015-12-16 astro-ph.EP gr-qc
Gravity tests in the solar system and the Pioneer anomaly
我们建立了一个新的唯象框架与爱因斯坦引力理论的最小推广。在线性、定常和各向同性假设下，太阳系中的实验用两个势来表征，这两个势分别推广了牛顿势和参数化后牛顿形式的参数$γ$.新的框架似乎有能力解释先锋异常，除了其他重力测试。
2005-04-05 gr-qc
Opportunity to Test non-Newtonian Gravity Using Interferometric Sensors with Dynamic Gravity Field Generators
我们提出了一个实验的机会，未来测量可能违反牛顿1/r^2定律在0.1-10米范围内使用动态重力场发生器（DFG），并利用现代干涉技术的特殊灵敏度。将DFG放置在干涉仪的一个悬挂测试质量附近会产生局部引力场的变化，这种变化可以在高信噪比下测量。在零实验配置中使用多个DFG允许测试显著超出当前限制的与成分无关的非牛顿重力。先进的第三代引力波探测器代表了当今干涉测距的最新技术，因此我们通过它们的灵敏度来说明该方法，以强调可能的科学范围。然而，由于引力波探测器的技术细节，DFG可能需要专用的定制配置干涉测量。然而，我们得到的灵敏度测量是一个坚实的基线，表明它是可行的，考虑探测到原始参数的数量级远远超出目前的实验限制，显着切入理论参数空间。
2011-11-08 astro-ph.IM gr-qc
Exploring Scalarized Einstein-Gauss-Bonnet Theories Through the Lens of Parametrized Post-Newtonian Formalism
本研究利用参数化后牛顿形式主义约束标量化爱因斯坦-高斯-博内理论，结合多任务数据得出PPN参数界限，并分析四阶高斯-博内项对参数的影响。
2025-03-17 astro-ph.GA gr-qc hep-th
Searching for screened scalar forces with long-baseline atom interferometers
King’s College London（伦敦国王学院）；University of Cambridge（剑桥大学）；New York University（纽约大学）；University of Kentucky（肯塔基大学）；Imperial College London（帝国理工学院）；University of Oxford（牛津大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）
针对暗区模型中普遍存在的屏蔽标量力，提出在10米级长基线原子干涉仪中配备环形平面源质量，通过Q翻转协议和原位校准程序解决背景区分与引力隔离问题，可将相关模型现有界限提高1至1.5个数量级。
2025-11-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
New Concept for Testing General Relativity: The Laser Astrometric Test of Relativity (LATOR) Mission
本文讨论了一个新的基础物理实验，它将以优于二阶效应的精度检验相对论引力在重力场强度~G^2范围内的作用。激光天体测量相对性测试（LATOR）任务使用两个微型航天器之间的激光干涉测量法，其视线从太阳附近经过，以准确测量太阳引力中的光偏转。实验设计的关键要素是由放置在国际空间站（ISS）上的长基线（100米）多通道恒星光学干涉仪提供的冗余几何光学桁架。空间干涉仪用于测量两个航天器之间的角度和确定轨道。LATOR不仅将参数化后牛顿（PPN）$γ$的值提高到前所未有的10 e8分之一的精度水平，还将达到测量重力固有非线性引起的下一个后牛顿阶（1/c^4）光偏转效应的能力。太阳四极矩参数J2将被高精度测量，以及各种其他相对论效应，包括Lense-Thirring进动。LATOR将在基础物理学的测试中带来非常强大的进步：这项任务可能会发现广义相对论的违反或扩展，或者揭示物理定律中存在额外的长程相互作用。LATOR实验是独一无二的，是太阳系重力实验的自然高潮。
2003-11-15 gr-qc
The Laser Astrometric Test of Relativity Mission
介绍了一个新的基础物理实验，它能以优于二阶重力场强度的精度检验相对论引力。激光天体测量相对性测试（LATOR）任务使用两个微型航天器之间的激光干涉测量法，其视线从太阳附近经过，以准确测量太阳引力中的光偏转。实验设计的关键要素是由放置在国际空间站上的长基线（100米）多通道恒星光学干涉仪提供的冗余几何光学桁架。几何冗余使LATOR能够以非常高的精度测量由太阳重力场引起的与欧几里德几何的偏离。LATOR不仅将参数化后牛顿（PPN）参数伽马的值提高到前所未有的1/1 e8精度水平，还将达到测量重力固有非线性导致的下一个后牛顿阶（1/c^4）光偏转的影响的能力。太阳四极矩参数J2将被高精度地测量，以及各种其他相对论性参数。LATOR将在基础物理学的测试中带来非常强大的进步：这项任务可能会发现广义相对论的违反或扩展，或者揭示物理定律中额外的长程相互作用的存在。LATOR实验是独一无二的，是太阳系重力实验的自然高潮。
2004-01-15 gr-qc
Relativistic gravity in the inhomogeneous Universe
本论文探讨非均匀宇宙中的相对论引力，扩展参数化后牛顿宇宙学形式体系构建理论无关的引力测试方程，并研究宇宙非均匀性与各向异性对宇宙微波背景约束、光传播及哈勃图预测的影响。
2024-07-25 astro-ph.CO gr-qc
Mission Design for the Laser Astrometric Test Of Relativity
本文主要讨论了激光天体测量相对论试验（LATOR）的任务设计。这一飞行任务使用两个微型航天器之间的激光干涉测量法，这两个航天器的视线从太阳附近经过，以准确测量光在太阳重力作用下的偏转。实验设计的关键要素是由放置在国际空间站（ISS）上的长基线（100米）多通道恒星光学干涉仪提供的冗余几何光学桁架。空间干涉仪用于测量两个航天器之间的角度和确定轨道。几何冗余使LATOR能够以非常高的精度测量由太阳重力场引起的与欧几里德几何的偏离。这种设计使LATOR能够将参数化后牛顿（PPN）参数$γ$的值提高到前所未有的精度水平，即1/10 $^{8}$ ;该misison还将测量重力固有非线性导致的下一个后牛顿阶（$\propto G^2$）光偏转的影响。太阳四极矩参数，$J_2$，将被高精度地测量，以及各种其他相对论效应，包括Lense-Thirring进动。LATOR将在基础物理学的测试中带来非常强大的进步：这项任务可能会发现广义相对论的违反或扩展，或者揭示物理定律中存在额外的长程相互作用。
2004-09-29 astro-ph gr-qc physics.space-ph
The Laser Astrometric Test of Relativity (LATOR) Mission
本文讨论了一个新的基础物理实验，它将以优于二阶重力场强度效应的精度检验相对论引力，即$\propto G^2$。激光天体测量相对性测试（LATOR）任务使用两个微型航天器之间的激光干涉测量法，其视线从太阳附近经过，以准确测量太阳引力中的光偏转。实验设计的关键要素是由放置在国际空间站（ISS）上的长基线（100米）多通道恒星光学干涉仪提供的冗余几何光学桁架。空间干涉仪用于测量两个航天器之间的角度和确定轨道。几何冗余使LATOR能够以非常高的精度测量由太阳重力场引起的与欧几里德几何的偏离。LATOR不仅将参数化后牛顿（PPN）$γ$的值提高到前所未有的精度水平，即10个$^{8}$中的1个，而且还将达到测量重力固有非线性引起的下一个后牛顿阶（$c^{-4}$）光偏转效应的能力。太阳四极矩参数，$J_2$，将被高精度地测量，以及各种其他相对论效应，包括Lense-Thirring进动。LATOR将在基础物理学的测试中带来非常强大的进步：这项任务可能会发现广义相对论的违反或扩展，或者揭示物理定律中存在额外的长程相互作用。LATOR实验是独一无二的，是太阳系重力实验的自然高潮。
2004-05-06 astro-ph gr-qc physics.space-ph
Optical Design for the Laser Astrometric Test of Relativity
本文讨论了激光天体测量相对论测试（LATOR）任务。通过使用一个独立的时间序列的高度精确的重力偏转光在太阳附近的组合，随着测量的夏皮罗时间延迟的行星际尺度（精度分别优于$10^{-13}$弧度和1厘米），LATOR将显着提高我们的知识相对论性引力。主要任务目标是：i）测量关键的后牛顿爱丁顿参数$γ$，精度为10 $^9$的一部分。$(1-γ)$是引力理论中一种新相互作用存在的直接度量，在其搜索中，LATOR比卡西尼2003年的测试结果超出了30，000倍。其他任务目标包括：ii）首次测量重力对光的非线性效应，精确度达到$\sim$ 0.01%;包括传统的爱丁顿$β$参数以及空间度量的二阶势贡献（以前从未测量过）; iii）直接测量太阳四极矩$J_2$（目前无法获得）的精度在其预期大小的200分之一; iv）直接测量太阳旋转重力磁场对光的“框架拖曳”效应，精度为1%。LATOR的主要测量通过寻找今天太阳系中的残余标量场，将对宇宙学相关的标量-张量引力理论的研究推向了前所未有的精度。LATOR的关键要素是激光测距和长基线光学干涉测量法提供的几何冗余。我们讨论了这个实验的任务和光学设计。
2005-02-25 gr-qc
