Перспективы измерения пост-ньютоновского параметра γ с помощью двух спутников, оснащенных высокостабильными атомными часами

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Исследована возможность экспериментального определения ППН-параметра γ путем измерения смещения частоты сигналов, которыми обмениваются два оснащенных высокостабильными часами спутника на околоземных и околосолнечных орбитах. Показано, что при использовании современных оптических часов точность эксперимента, реализованного согласно предложенной концепции, может достичь 1.4 × 10–8, что на 3 порядка превосходит лучший на сегодня результат эксперимента с межпланетным зондом Cassini.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Д. А. Литвинов

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

Author for correspondence.
Email: litvirq@gmail.com
Russian Federation, Москва

References

  1. Аарони и др. (O. Aharony, S.S. Gubser, J. Maldacena, H. Ooguri, and Y. Oz), Phys. Rep. 323, 183 (2000).
  2. Абих и др. (K. Abich, A. Abramovici, B. Amparan, A. Baatzsch, B.B. Okihiro, D.C. Barr, M.P. Bize, Ch. Bogan, et al. ), Phys. Rev. Lett. 123, 031101 (2019).
  3. Альтшуль и др. (B. Altschul, Q. G. Bailey, L. Blanchet, K. Bongs, Ph. Bouyer, L. Cacciapuoti, S. Capozziello, N. Gaaloul, D. Giulini, J. Hartwig, et al. ), Adv. Space Res. 55, 501 (2015).
  4. Аштекар и Бьянки (A. Ashtekar and E. Bianchi), Rep. Progr. Phys. 84, 042001 (2021).
  5. Бахман и др. (B. Bachman, G. De Vine, J. Dickson, S. Dubovitsky, J. Liu, W. Klipstein, K. McKenzie, R. Spero, A. Sutton, B. Ware, and C. Woodruff), J. Phys.: Conf. Ser. 840, 012011 (2017).
  6. Бертотти и др. (B. Bertotti, L. Iess, and P. Tortora), Nature 425, 374 (2003).
  7. Бланше и др. (L. Blanchet, C. Salomon, P. Teyssandier, and P. Wolf), Astron. Astrophys. 370, 320 (2001).
  8. Ботвелл и др. (T. Bothwell, D. Kedar, E. Oelker, J.M. Robinson, S.L. Bromley, W.L. Tew, J. Ye, and C.J. Kennedy), Metrologia 56, 065004 (2019).
  9. Вессо, Ливайн (R.F.C. Vessot and M.W. Levine), Gen. Rel. and Grav. 10, 181 (1979).
  10. Дамур и др. (T. Damour, F. Piazza, and G. Veneziano), Phys. Rev. 66, 046007 (2002).
  11. Деревянко и др. (A. Derevianko, K. Gibble, L. Hollberg, N.R. Newbury, Ch. Oates, M.S. Safronova, L.C. Sinclair, and N. Yu), Quantum Sci. and Tech. 7, 044002 (2022).
  12. Импери и др. (L. Imperi, L. Iess, and M.J. Mariani), Icarus 301, 9 (2018).
  13. Кан и др. (Z. Kang, S. Bettadpur, P. Nagel, et al.), J. of Geodesy 94, 1 (2020).
  14. Кардашев Н.С., Хартов В.В., Абрамов B.B. и др., Астрон. журн. 90, 179 (2013).
  15. Кастеллини и др. (F. Castellini, G. Bellei, and F. Budnik), AIAA Scitech 2020 Forum (Orlando, 2020, с. 1701).
  16. Ким и др. (K. Kim, A. Aeppli, T. Bothwell, et al.), Phys. Rev. Lett. 130, 113203 (2023).
  17. Ламберт, Ле Понсен-Лафитт (S. Lambert and C. Le Poncin-Lafitte), Astron. Astrophys. 529, A70 (2011).
  18. Лине и Тейссандье (B. Linet and P. Teyssandier), Phys. Rev. D 66, 024045 (2002).
  19. Литвинов и др. (D.A. Litvinov, V.N. Rudenko, A.V. Alakoz, U. Bach, N. Bartel, A.V. Belonenko, K.G. Belousov, M. Bietenholz, et al.), Phys. Lett. A 382, 2192 (2018).
  20. Литвинов, Пилипенко (D. Litvinov and S. Pilipenko), Classical and Quantum Gravity 38, 135010 (2021).
  21. Монтенбрук и др. (O. Montenbruck, S. Hackel, J. Ijssel, et al.), GPS Solut. 22, 1 (2018).
  22. Ни (W.-T. Ni), Int. J. of Mod. Phys. D 17, 921 (2008).
  23. Орилья и др. (S. Origlia, M.S. Pramod, S. Schiller, Y. Singh, K. Bongs, R. Schwarz, A. Al-Masoudi, S. Dörscher, et al. ), Phys. Rev. A 98, 053443 (2018).
  24. Павлис и др. (N.K. Pavlis, S.A. Holmes, S.C. Kenyon, et al.), J. of Geophys. Res. (Solid Earth) 117, B04406 (2012).
  25. Пилипенко и др. (S. Pilipenko, M. Zakhvatkin, D. Litvinov, and A. Filetkin), Bull. Lebedev Phys.Instit. 51(2), 70 (2024).
  26. Поляков и др. (V. Polyakov, Y. Timofeev, and N. Demidov), 2021 Joint Conf. of the Europ. Frequency and Time Forum and IEEE Inter. Frequency Control Symp. (EFTF/IFCS) (IEEE, 2021, с. 1).
  27. Рёлофс и др. (F. Roelofs, H. Falcke, C. Brinkerink, et al.), Astron. Astrophys. 625, A124 (2019).
  28. Сотириу, Фараони (T.P. Sotiriou and V. Faraoni), Rev. Mod. Phys. 82, 451 (2010).
  29. ван Трис и др. (H.L. van Trees, K.L. Bell, and Z. Tian), Detection, Estimation, and Modulation Theory. Part 1 – Detection, Estimation, and Filtering Theory (Wiley, New York, 2nd ed., 2013).
  30. Турышев и др. (S. Turyshev, M. Shao, K. Nordtvedt, H. Dittus, C. Laemmerzahl, S. Theil, C. Salomon, S. Reynaud, et al.), Exp. Astron. 27, 27 (2009).
  31. Уилл (C.M. Will), Theory and experiment in gravitational physics (Cambridge Univer. Press, 2018).
  32. Хесс и др. (M.P. Heβ, L. Stringhetti, B. Hummelsberger, K. Hausner, R. Stalford, R. Nasca, L. Cacciapuoti, R. Much, et al.), Acta Astronautica 69, 929 (2011).
  33. Хоббс и др. (D. Hobbs, B. Holl, L. Lindegren, et al.), Proceed. of the Inter. Astron. Union 5, S261, 315 (2009).
  34. Шень и др. (W. Shen, P. Zhang, Z. Shen, et al.), Phys. Rev. D 108, 064031 (2023).
  35. Эбботт и др. (B.P. Abbott, R. Abbott, T.D. Abbott, et al.), Astrophys. J. 848, L12 (2017).
  36. Эшби, Бертотти (N. Ashby and B. Bertotti), Classical and Quantum Gravity 27, 145013 (2010).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Allan deviation of the atomic clock frequency from Table 1.

Download (2MB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Signal type in the model of the experiment to measure Υ using two near-Earth satellites.

Download (206KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Signal type in the model of the experiment to measure Υ using two solar satellites.

Download (187KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. The accuracy of Υ measurement achievable using two satellites in near-Earth orbits.

Download (207KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. The accuracy of Υ measurement achievable using two satellites in near-solar orbits.

Download (210KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».