Published June 2021 | Version v1
Journal article

Exploring the Foundations of the Physical Universe with Space Tests of the Equivalence Principle

Others:
Laboratoire Photonique, Numérique et Nanosciences (LP2N) ; Université de Bordeaux (UB)-Institut d'Optique Graduate School (IOGS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
DPHY, ONERA, Université Paris Saclay [Châtillon] ; ONERA-Université Paris-Saclay
Institut d'Astrophysique de Paris (IAP) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
School of Physics and Astronomy [Birmingham] ; University of Birmingham [Birmingham]
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Center of Applied Space Technology and Microgravity (ZARM) ; Universität Bremen
Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM)
Laboratoire de Physique Théorique de l'ENS [École Normale Supérieure] (LPTENS) ; Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS) ; École normale supérieure - Paris (ENS-PSL) ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL) ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre for Quantum Engineering and Space-time Research (QUEST) ; Leibniz Universität Hannover [Hannover] (LUH)
Laboratoire Kastler Brossel (LKB (Jussieu)) ; Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS) ; École normale supérieure - Paris (ENS-PSL) ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL) ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Systèmes de Référence Temps Espace (SYRTE) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Physik-Institut [Zürich] ; Universität Zürich [Zürich] = University of Zurich (UZH)
Centre Suisse d'Electronique et Microtechnique SA (CSEM)
Géoazur (GEOAZUR 7329) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Institute of Space Sciences [Barcelona] (ICE-CSIC) ; Spanish National Research Council [Madrid] (CSIC)
Institute for Space Studies of Catalonia [Barcelona] (IEEC-CSIC)
Institute of Geodesy and Photogrammetry [Zürich] (IGP) ; Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich)
German Aerospace Center (DLR)
Institut fur Experimentalphysik ; Heinrich Heine Universität Düsseldorf = Heinrich Heine University [Düsseldorf]
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Genova (INFN, Sezione di Genova) ; Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)
Imperial College London
European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy (LENS) ; Università degli Studi di Firenze = University of Florence (UniFI)
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Firenze (INFN, Sezione di Firenze) ; Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)
Institute of Electronic Structure and Laser (FORTH-IESL) ; Foundation for Research and Technology - Hellas (FORTH)
RISE Research Institutes of Sweden
Open Access funding enabled and organized by Projekt DEAL

Description

We present the scientific motivation for future space tests of the equivalence principle, and in particular the universality of free fall, at the 10− 17 level or better. Two possible mission scenarios, one based on quantum technologies, the other on electrostatic accelerometers, that could reach that goal are briefly discussed. This publication is a White Paper written in the context of the Voyage 2050 ESA Call for White Papers.

Abstract

International audience

Additional details

Created:
December 3, 2022
Modified:
November 29, 2023