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Improved test of the Weak Equivalence Principle: First scientific results of the MICROSCOPE mission

弱等效原理的改进测试：显微镜任务的第一个科学成果

基本信息

批准号：
247729241
负责人：
Professor Dr. Claus Lämmerzahl
金额：
--
依托单位：
Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM)
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2013
资助国家：
德国
起止时间：
2012-12-31 至 2017-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/247729241?language=en
关键词：
Improved test Weak Equivalence Principle

项目摘要

Ziel des vorgeschlagenen Projektes ist der Test des schwachen Äquivalenzprinzips (WEP, Weak Equivalence Principle) mit höherer Genauigkeit. Die Grundlage hierfür ist die Auswertung der wissenschaftlichen Daten der Satellitenmission MICROSCOPE. Das WEP ist das zentrale Prinzip der Allgemeinen Relativitätstheorie und der Physik überhaupt und wird seit Galileo immer genaueren Tests unterworfen. Mithilfe der Satellitenmission MICROSCOPE kann der Eötvös Parameter mit einer Genauigkeit von 5.0E-16 bestimmt werden, was eine Verbesserung von mehr als zwei Größenordnungen gegenüber den bisher besten Tests bedeutet. Der Schritt in den Weltraum ist notwendig, da erdgebundene Experimente grundlegende technische Grenzen erreicht haben. Zusätzlich liefern diese Experimente einen großen Beitrag zur Suche von Effekten, die von Quantengravitationstheorien vorhergesagt werden. Auch die Abschätzung von Parametern dieser Theorien profitiert von erhöhter Genauigkeit der WEP-Tests. MICROSCOPE ist eine französische Satellitenmission mit deutscher Beteiligung. Der Start ist für April 2016 vorgesehen. Das ZARM ist Mitglied in der Science Working Group und verfügt über das Erstzugriffsrecht auf die Rohdaten der Mission, was die in diesem Projekt durchzuführende Datenanalyse ermöglicht. Wir verfügen bereits über eine starke Expertise bei der Entwicklung von Modellen und Simulationsprogrammen für Raumfahrtmissionen, sowie der Analyse von Missionsdaten - insbesondere im Bereich der Mehrkörperdynamik, die speziell für MICROSCOPE relevant ist. Im Falle von MICROSCOPE muss insbesondere die relative Beschleunigung der Testmassen in den Beschleunigungssensoren bestimmt werden. Das Erreichen des Projektziels erfordert Arbeiten in drei Bereichen: (i) Fertigstellen eines Tools zur Analyse von zeitabhängigen Störeffekten basierend auf den mathematischen Grundlagen der Wavelet-Transformation. In den offiziellen Datareports der MICROSCOPE Mission wird die ZARM-Wavelet Analyse einen festen Platz einnehmen. (ii) Entwicklung einer sog. Fingerprint -Datenbank, welche die spektralen Eigenschaften (zeitabhängig und zeitunabhängig) von sämtlichen Störeffekten beinhaltet. (iii) Analyse der Messdaten. Dabei muss die Datenanalyse einzelner Messreihen schon während der Mission durchgeführt werden, da deren Ergebnisse in die Kalibrierungsphasen eingehen, was die Messgenauigkeit verbessert. Die Modelle und Prozeduren, die in diesem Projekt entwickelt werden sollen, können aufgrund des generischen Charakters der Herangehensweise auf andere wissenschaftliche Missionen übertragen werden - insbesondere in den Bereichen Geodäsie und Fundamentalphysik.

Ziel des vorgeschlagenen Projektes ist der Test des schwachen <$quivalenzprinzips（WEP，弱等价原理）mit höherer Genauigkeit. Die Grundlage hierfür ist die Auswertung der wissenschaftlichen Daten der Satellitemission Microscope. WEP是一般相对论和物理学的中心原理，伽利略总是用它来进行一般的实验。卫星发射显微镜可以用一个通用的韦尔登测量5.0 E-16的Eötvös参数，这是一个梅尔的测试，它没有两个更好的测试。世界上的垃圾还没有被发现，技术上的基础实验已经失败了。因此，这一实验将大大提高量子引力理论对韦尔登效应的影响。参数的理论也有利于WEP测试的更高的通用性。显微镜是一个带有德国探测器的法国卫星。Der Start ist für April 2016 vorgesehen. ZARM是科学工作组的一部分，并在使命的数据分析项目中完成了任务。我们需要一个专门的知识来开发用于空间飞行任务的模型和仿真程序，因此可以分析用于飞行任务的数据，这与显微镜有关。在显微镜的故障中，必须将测试质量的相对一致性纳入韦尔登中。在三个方面进行工程设计：（1）基于小波变换的数学基础，建立一个分析时间序列的工具。在显微镜使命的官方数据报告中，ZARM小波分析将成为一个重要的平台。(ii)开始喝一杯吧。Fingerprint -Datenbank，welche die spektralen Eigenschaften（zeitabhängig und zeitunabhängig）von sämtlichen Störeffekten beinhaltet. (iii)分析信息。Dabei must die Datenanalysis einzelner Messreihen schon während der使命durchgeführt韦尔登，da deren Ergebnisse in die Kalibrierungsphasen eingehen，was die Messgenauigkeit verbessert.该模型和项目，在这个项目中，需要解决的问题是，在地球测量学和基础物理学中，需要研究地球物理学的一般特征和科学任务。

项目成果

期刊论文数量（2）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Generic Computation Method of Free-Molecular Flow Effects on Space Objects

空间物体自由分子流效应的通用计算方法

DOI：
10.2322/tastj.14.pd_105
发表时间：
2016
期刊：
Transactions of The Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Space Technology Japan
影响因子：
0
作者：
T. Kato;B. Rievers;M. List
通讯作者：
M. List

Modelling of Solar Radiation Pressure Effects: Parameter Analysis for the MICROSCOPE Mission