Ramsey interferometry of Rydberg ensembles inside microwave cavities
我们研究了里德伯原子系综在一个受限的电磁环境,如由微波腔。标准自由空间伊辛型和腔介导的相互作用之间的竞争导致出现不同的制度,其中粒子-粒子耦合范围从典型的范德华$r^{-6}$行为到$r^{-3}$和$r$ -独立性。我们应用拉姆齐光谱技术映射到一个特征信号,如强度和对比度衰减曲线的两体相互作用。与之前需要高密度以获得相当大的对比度和相位衰减的治疗相反,空腔方案可以在低得多的密度下表现出类似的行为。
2018-06-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Atom Interferometry in a Warm Vapor
我们演示了铷原子热蒸气中的物质波干涉。已建立的光脉冲原子干涉测量方法依赖于激光冷却来将大量原子系综集中到与原子光学光脉冲共振的速度类中。在我们的实验中,我们表明,没有激光冷却,可以获得清晰的干涉信号。这种效应依赖于原子干涉仪共振的多普勒选择性。该干涉仪可以被配置为测量加速度,我们证明,多个干涉仪可以同时操作,通过解决多个速度类。
2017-02-11 physics.atom-ph quant-ph
Twin-lattice atom interferometry
基于冷原子的惯性传感器在导航、大地测量或基础物理学方面具有巨大的潜力。与Sagnac效应类似,它们的灵敏度随着干涉仪所包围的时空面积的增加而增加。在这里,我们介绍了利用玻色-爱因斯坦凝聚体的双晶格原子干涉。我们的方法提供了对称的动量转移和大面积的手掌大小的传感器头的性能类似于目前的米级Sagnac设备。
2020-08-28 physics.atom-ph quant-ph
Multi-axis inertial sensing with long-time point source atom interferometry
我们表明,光脉冲原子干涉与原子点源和空间分辨检测,使多轴(两个旋转,一个加速度)精密惯性传感在长时间的询问时间。利用这种方法,我们演示了一个光脉冲原子干涉仪Rb-87与1.4厘米的峰值波包间隔和持续时间为2 T = 2.3秒。每次射击的推断加速度灵敏度为6.7 * 10^(-12)g,这比以前的限制提高了两个数量级以上。我们还以200 nrad/s的精度测量地球的自转速率。
2013-05-08 physics.atom-ph quant-ph
Large Momentum Transfer Clock Atom Interferometry on the 689 nm Intercombination Line of Strontium
报道了首次实现的大动量转移原子钟干涉术。使用单光子相互作用的锶${}^1S_0 - {}^3P_1$过渡,我们展示了马赫-曾德尔干涉仪与国家的最先进的动量分离高达$141\,\hbar k$和梯度计高达$81\,\hbar k$。此外,我们绕过激发态衰减的限制,并延长梯度持续时间的50倍的激发态的寿命。由于宽速度接受的干涉脉冲,所有的实验进行与激光冷却原子的温度为$3\,μ\text{K}$。这项工作在高精度惯性传感中有应用,并为LMT增强的时钟原子干涉测量法在更窄的过渡上铺平了道路,这是引力波探测和暗物质搜索提案的关键成分。
2020-03-02 physics.atom-ph quant-ph
Bloch oscillations in atom interferometry
在巴黎,我们正在使用原子干涉仪来精确测量吸收光子的原子的反冲速度。为了达到高灵敏度,许多反冲转移到原子使用布洛赫振荡技术。在本讲座中,我将详细介绍这种技术及其在高精度测量中的应用。我将特别详细地描述这种方法如何使我们能够在$1.3 \times 10^{-9}$水平上进行原子反冲测量。该测量用于最精确地确定与量子电动力学无关的精细结构常数。
2014-05-12 physics.atom-ph quant-ph
Interacting quantum mixtures for precision atom interferometry
我们提出了一个源工程的概念,适合作为差分,精密原子干涉仪的漂移时间为几秒钟的输入的二进制量子混合物。为了解决混合物的非线性动力学,我们开发了一组缩放方法方程,并验证其有效性对比它的耦合Gross-Pitaevskii方程的系统之一。这种缩放方法是通常用于单个物种的标准方法的推广。它的有效性范围进行了讨论相对于内和种间相互作用制度。我们提出了一个多阶段的,非线性的原子透镜序列,同时创建双合奏与超慢的动能膨胀能量,低于15 pK。波前像差是精密原子干涉测量中的一个重要系统效应。
2020-07-09 physics.atom-ph quant-ph
Circulating pulse cavity enhancement as a method for extreme momentum transfer atom interferometry
大尺度原子干涉仪对中波段(0.1 - 10 Hz)引力波具有无与伦比的应变灵敏度,将为超轻标量暗物质的研究开辟一个新的参数空间。这些原子干涉仪要求干涉仪臂之间的动量间隔大于10^4 \hbar k,以便达到目标灵敏度。迄今为止,过高的光强和波前平坦度要求限制了可实现的最大动量分裂。我们提出了一个方案,光学腔增强原子干涉,使用循环,空间分辨脉冲,和腔内频率调制,以克服这些限制,并达到10^4 \hbar k动量分离。我们提出的参数适合于实验实现10^4 \hbar k分裂在1公里的干涉仪使用698 nm的时钟跃迁在87 Sr,并描述在10米规模的设备上运行在689 nm的相互组合线在87 Sr的性能增强。虽然在技术上具有挑战性的实施,激光和云的要求是在即将到来的冷原子干涉仪的范围内。我们的方案满足了这些传感器最具挑战性的要求,并为下一代高灵敏度,大动量转移原子干涉仪铺平了道路。
2020-12-11 physics.atom-ph
Ramsey Atom Interferometry with Transverse Optical Modes
The Australian National University(澳大利亚国立大学);Northrop Grumman Mission Systems(诺斯罗普·格鲁曼任务系统);University of Virginia(弗吉尼亚大学)
利用超几何高斯光束的螺旋相位绕线实现拉姆齐干涉,测量旋转并表征热退相干,提出使用环形陷阱中的凝聚原子。
2026-10-27 physics.atom-ph quant-ph
Optimized Raman pulses for atom interferometry
我们提出了反射镜和分束器脉冲的设计,提高原子干涉的保真度,并增加其系统的不均匀性的容忍度。这些设计的实验证明与冷热样品的$^{85}$ Rb原子。我们首先展示了一种受激拉曼反转脉冲设计,与传统的75(3)%的$π$脉冲效率相比,该设计实现了99.8(3)%的基态超精细态转移效率。这种反转脉冲对于激光强度和失谐的变化是鲁棒的,在失谐时保持90%的传递效率,对于失谐,$π$脉冲保真度低于20%,因此适合于使用热原子或在非理想环境中操作的大动量传递干涉仪。然后,我们扩展我们的优化马赫-曾德尔原子干涉仪序列的所有组件,并表明,与一个高度不均匀的原子样品的条纹可见度增加了三倍,使用传统的$π$和$π/2$脉冲。
2019-12-10 physics.atom-ph quant-ph
Quantum projection noise limited interferometry with coherent atoms in a Ramsey type setup
在两能级系统的非关联系综中,对粒子数的每一次测量都受到所谓的量子投影噪声极限的限制。在这里,我们提出了量子投影噪声限制性能的拉姆齐型干涉仪使用自由传播的相干原子。实验装置是基于一个电光调制器在一个固有的稳定Sagnac干涉仪,光学耦合的两个干涉原子状态通过双光子拉曼跃迁。超越量子投影噪声极限需要使用降低的量子不确定性(压缩)态。所描述的实验演示了原子干涉在基本的噪声水平,并允许原子激光器中可能的压缩效应的观察,可能导致原子干涉仪的灵敏度提高。
2010-04-27 physics.atom-ph quant-ph
Influence of the Coriolis force in atom interferometry
在光脉冲原子干涉仪中,我们利用倾斜镜来消除地球自转引起的科氏力的影响,并对位形空间的波包进行表征。对于具有大动量传递和大脉冲间隔时间的干涉仪,我们将对比度提高了350%,并抑制了系统效应。我们还达到了我们所知的迄今为止任何原子干涉仪所包含的最大时空面积。我们讨论了未来的高性能仪器的影响。
2012-01-19 physics.atom-ph quant-ph
Sensing Atomic Motion from the Zero Point to Room Temperature with Ultrafast Atom Interferometry
我们使用一系列依赖于状态的超快动量踢来感测被囚禁的原子离子的运动。我们使用这种原子干涉仪来表征一个接近纯的量子态与$n=1$声子和精确测量的热状态范围从附近的零点能量到$\bar{n}\sim 10^4$,与扩展至少100倍的能量的可能性。这种方法的完整能量范围从基态到远离Lamb-Dicke区域,其中原子运动大于光波长。除了测温,这些干涉技术是有用的,用于表征多个被困离子之间的超快纠缠门。
2016-03-22 physics.atom-ph quant-ph
Multiport Atom Interferometry for Inertial Sensing
我们提出了新的技术,惯性传感原子干涉仪产生多个相位测量每个实验周期。通过这些技术,我们实现了两种类型的多端口测量,即正交相位检测和实时系统相位消除,这解决了在移动和现场应用中操作高灵敏度冷原子传感器的挑战。我们确认实验中的灵敏度增加,由于正交相位检测在存在较大的相位不确定性,并证明抑制系统的相位上的Single Shot的基础上。
2019-08-15 physics.atom-ph quant-ph
Light-pulse atom interferometry with entangled atom-optical elements
针对光场量子特性导致原子干涉可见度下降的问题,本文证明利用所有光场间的纠缠可擦除原子路径信息并部分恢复可见度,突显了互补性的作用。
2024-01-23 physics.atom-ph quant-ph
Comment on "Matter-wave interferometry with helium atoms in low-$l$ Rydberg states''
Department of Physics and John Adams Institute for Accelerator Science, University of Oxford(牛津大学物理系与约翰·亚当斯加速器科学研究所);University of Waterloo(滑铁卢大学)
本文指出研究通过简化模型证明瑞利态原子的相位差仅与原子匀速通过不均匀电场有关,而非加速度。
2023-08-07 physics.atom-ph quant-ph
Fundamental Limitations of Cavity-assisted Atom Interferometry
采用光学腔增强分束器脉冲的原子干涉仪有望在科学和技术方面取得重大进展,特别是对于未来的引力波探测器。在旨在观察频率低于1 Hz的引力波的实验中,已经提出了数百米规模的长腔,其中激光干涉仪,如LIGO,灵敏度很差。或者,也有人提出用短腔来提高更便携的原子干涉仪的灵敏度。我们探讨了双镜腔原子束分裂的基本限制,并建立了原子系综的温度上限作为腔长和三个设计参数的函数:腔g因子,带宽,和光学抑制因子的第一和第二阶空间模式。找到了腔带宽的下限,避免了相互作用时间的延长,并最大限度地提高功率。对称双镜腔的腔长存在一个上限,限制了长基线探测器的实用性。对于较短的腔,光束尺寸的上限来自腔的几何稳定性。这些发现旨在帮助设计当前和未来的腔辅助原子干涉仪。
2017-11-06 physics.atom-ph physics.optics
Towards Entanglement-Enhanced Atom Interferometry Using Bow-Tie Cavities
Scuola Superiore Meridionale(南方高等学院);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Firenze(意大利国家核物理研究所佛罗伦萨分部);Istituto Nazionale di Ottica, Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-INO)(意大利国家研究委员会光学研究所);Università degli Studi di Firenze(佛罗伦萨大学);Dipartimento di Ingegneria Industriale (DIEF)(工业工程系);Dipartimento di Fisica e Astronomia and LENS(物理与天文系及LENS)
本文报道了一种用于锶原子的单片弓形腔,通过行波几何实现均匀原子-光耦合,预期通过腔反馈压缩和量子非破坏测量分别实现24 dB和28 dB的自旋压缩,为下一代量子增强原子干涉仪提供平台。
2026-09-24 physics.atom-ph physics.ins-det quant-ph
Dual Open Atom Interferometry for Compact and Mobile Quantum Sensing
本研究提出一种适用于动态平台的双开放原子干涉测量协议,通过同源不同探测时间的双干涉仪消除初速依赖,经引力潮测量验证,在6.7小时内达4.5 μGal精度,首次实现开放原子干涉的长期稳定惯性量测量。
2025-01-18 physics.atom-ph quant-ph
Sagnac interferometry with a single atomic clock
从理论上讨论了冷原子Sagnac干涉仪的实现。与现有的方案相比,我们的协议不依赖于任何原子的自由传播。相反,它是基于完全限制的原子和状态相关的运输沿一个封闭的path.Using拉姆齐序列的原子钟,积累的Sagnac相位编码在两个内部(时钟)状态之间的人口不平衡。使用上述协议的极小模型,我们分析量化的限制所产生的原子动力学和有限的温度。我们讨论了一个实际实施的绝热射频电位的干涉仪,固有的强大的共模噪声以及相位噪声从参考振荡器。
2015-04-21 physics.atom-ph quant-ph
Atom interferometry with coherent enhancement of Bragg pulse sequences
本研究实现基于布拉格跃迁序列的大动量转移光脉冲原子干涉仪,发现损耗相消干涉提升分束器效率,研究寄生干涉仪影响,实验验证相移增强并表征可见度损失。
2023-10-04 physics.atom-ph quant-ph
Atom Interferometry with Floquet Atom Optics
Floquet工程为设计周期性驱动系统的时间演化提供了一种令人信服的方法。我们在锶原子${}^1\!S_0\,\text{-}\, {}^3\!P_1$跃迁上实现了周期性的原子-光耦合,实现了Floquet原子光学。这些原子光学器件在光和原子共振之间的宽范围的频率偏移上达到高于$99.4\%$的脉冲效率,即使在这种失谐在拉比频率的量级上的强驱动下。此外,我们使用Floquet原子光学来补偿大动量转移原子干涉仪中的差分多普勒频移,并实现超过$400~\hbar k$的最先进的动量分离。这种方法可以应用于任意耦合强度的二能级系统,在相干量子控制中有着广泛的应用。
2023-01-17 physics.atom-ph quant-ph
Time-delayed intensity-interferometry of the emission from ultracold atoms in a steady-state magneto-optical trap
本文对超冷热~(87)Rb原子系综在稳态磁光阱中的荧光发射中的光子聚束现象进行了精确测量。以5纳秒的时间分辨率进行的时间延迟强度干涉测量(TDII)产生了二阶强度关联函数,其在零延迟时具有理想值2,并且显示出高达5个完整周期的相干拉比振荡-比Rb的激发态的自发发射寿命长得多。振荡衰减约150 ns,此后,正如热源所预期的那样,观察到指数衰减,从而能够确定原子系综的温度。这样得到的值与用标准技术测定的值比较好。因此,TDII使定量研究的相干和非相干动力学,甚至一个大的热原子发射系综。
2015-02-22 physics.atom-ph quant-ph
Phase shift in atom interferometry due to spacetime curvature
我们提出了一个单源双原子干涉仪,并利用它作为一个梯度精确的引力测量。干涉原子波包(大至16厘米)之间的宏观分离揭示了反冲效应和附近铅源质量的引力曲率的相互作用。梯度仪基线由激光波长和脉冲定时设置,可进行高精度测量。使用长漂移时间和大动量转移原子光学,梯度计达到$3 \times 10^{-9}$ s $^{-2}$每次拍摄的分辨率和测量1拉德的源质量引起的相移。
2016-10-13 physics.atom-ph quant-ph
Robust Atom Optics for Bragg Atom Interferometry
本文利用数值量子最优控制设计鲁棒布拉格脉冲,在噪声与原子云非均匀条件下显著提升LMT原子干涉序列的对比度并降低自发辐射损失。
2023-04-07 physics.atom-ph quant-ph
Velocimetry of cold atoms by matterwave interferometry
我们提出了一个优雅的应用程序的物质波干涉冷原子的测速,从而在类比傅里叶变换光谱,1-D的速度分布是明显的干涉仪输出的频域。利用超精细基态之间的受激喇曼跃迁进行三脉冲干涉,测量了温度为33 $μ$ K和17 $μ$ K的自由膨胀$^{85}$ Rb原子云的速度分布。作为时间不对称性的函数的干涉仪输出的正交测量产生具有良好保真度的速度分布。我们的技术,这是特别适合于超冷样品,与传统的多普勒和飞行时间技术相比,并揭示了标准拉曼多普勒方法中的文物。该技术涉及到,并提供了一个概念基础,干涉物质波加速测量,重力测量和旋转传感。
2019-02-20 physics.atom-ph quant-ph
Nonlinear quantum interferometry with Bose condensed atoms
在量子干涉测量中,控制和利用非线性相互作用对于实现高精度测量至关重要。包括玻色凝聚原子在内的超冷原子由于具有长的相干时间和高的可控性,被广泛用于实现量子干涉。本文综述了玻色凝聚原子量子干涉的理论研究进展。特别地,我们关注于原子-原子相互作用引起的非线性现象以及如何控制和利用这些非线性现象。在平均场描述下,由于原子与原子的相互作用,干涉图样中出现了物质波孤子,玻色-约瑟夫森结中存在宏观量子自陷。在多体描述下,原子与原子之间的相互作用可以产生非经典纠缠,利用这种纠缠可以实现超出标准量子极限的高精度测量。
2011-10-30 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Bi-selective pulses for large-area atom interferometry
我们提出了设计的增强“镜”脉冲的大动量转移原子干涉仪,保持其保真度的波包动量差增加。这些双选择性脉冲,使用最佳控制方法定制的发展双模动量分布,应允许更大的干涉仪面积,从而增加惯性测量灵敏度,而不需要提高拉比频率或扩展频率啁啾。使用实验验证的模型,我们已经模拟了我们的脉冲设计的大动量转移原子干涉术中的应用,在1 $μ$ K的$^{85}$ Rb的激光冷却原子样品中使用受激拉曼跃迁。在波包被42光子反冲动量分离后,我们的脉冲保持90%的条纹对比度,而对于绝热快速通过和常规的$π$脉冲,对比度小于10%。此外,我们展示了如何这些脉冲可以适应抑制有害的非共振激发,限制其他宽带脉冲方案。
2020-04-25 physics.atom-ph quant-ph
Rotation Sensing using Tractor Atom Interferometry
本文提出一种基于牵引原子干涉术(TAI)的超冷原子转动传感器,通过拉盖尔-高斯光束“风车”光晶格与多环干涉循环设计,数值模拟显示其灵敏度与当代物质波干涉仪相当,并利用量子最优控制解决非绝热效应,为实现紧凑鲁棒的传感器提供方案。
2023-09-12 physics.atom-ph quant-ph
Multi-photon Atom Interferometry via cavity-enhanced Bragg Diffraction
本研究提出结合大动量转移与光学谐振腔增强的新型原子干涉仪,用独创大束腰谐振腔设计在毫瓦级光功率下实现8ℏk动量转移,验证水平惯性灵敏度,为混合引力波探测器及高灵敏惯性原子传感器提供新路径。
2024-04-16 physics.atom-ph
Accurate and efficient Bloch-oscillation-enhanced atom interferometry
本研究提出布洛赫振荡增强型原子干涉测量的综合理论框架,经薛定谔方程精确数值解验证其准确性,确立大动量传递的基础效率与精度极限设计准则,对比现有前沿实验并预测下一代量子传感器发展。
2023-06-15 physics.atom-ph quant-ph
A marginally stable optical resonator for enhanced atom interferometry
我们提出了一种适用于原子干涉测量的边缘稳定的光学谐振腔。谐振腔的几何结构是基于两个平面镜在焦平面上的透镜,产生大束腰所需的相干操纵冷原子系综。使用具有千分之一损耗的光学器件可实现约100的光学增益。由此产生的功率积累将允许增强原子波包的相干操纵,例如大分离分束器。我们研究了纵向失调的影响,并评估谐振腔的强度和相位分布的腔内场的鲁棒性。我们还研究了如何在这种腔中实现基于大动量转移布拉格衍射的原子干涉。
2017-01-20 physics.atom-ph
Time-domain Ramsey interferometry with interacting Rydberg atoms
本文从理论上研究了强相互作用里德伯原子气体在时域Ramsey干涉仪下的动力学行为。多体动力学由具有可调强度的长程相互作用的伊辛型哈密顿量控制。我们分析和建模的对比度退化和相位积累的拉姆齐信号,并确定不同的询问时间,合奏密度和合奏维数的标度律。
2016-11-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Light-pulse atom interferometry
评述了光脉冲原子干涉测量方法。讨论了该方法在惯性导航中的应用和等效原理的检验。
2008-06-19 physics.atom-ph
Bloch-bands Picture for Light Pulse Atom Diffraction and Interferometry
本文应用布洛赫带方法分析了超冷原子在光学和干涉测量中的脉冲光学驻波衍射元件。我们通过与一系列玻色-爱因斯坦凝聚体实验的比较来验证我们的方法。该方法提供了精确的拉比频率的衍射脉冲,是特别有用的衍射相位的分析和控制,在精密原子干涉测量的一个重要的系统效果。利用这一图像,我们还演示了一种方法来确定原子的能带结构的光晶格通过测量相移在原子衬度干涉仪。
2019-12-10 physics.atom-ph
A proposed atom interferometry determination of $G$ at $10^{-5}$ using a cold atomic fountain
在精密计量学中,牛顿引力常数$G$的确定是一个真正的问题,因为它的历史被大量独立实验之间的巨大未知差异所困扰。在本文中,我们提出了一种新的实验装置测量$G$与$10^{-5}$的相对精度使用标准的冷原子喷泉和物质波干涉。我们详细讨论了系统误差的主要来源,也提供了预期的统计不确定性。本文还讨论了在$10^{-6}$水平上测定$G$的可行性。
2017-09-29 physics.atom-ph
Application of optical single-sideband laser in Raman atom interferometry
基于倍频I/Q调制器的光学单边带(OSSB)激光系统可用于原子物理学研究,特别是用于原子干涉测量,因为附加边带的存在会引起寄生跃迁。对OSSB技术的性能和二次谐波产生后的频谱进行了测量和分析。附加的边带被删除优于20 dB的抑制,寄生跃迁后的受激拉曼跃迁在不同的空间位置的影响被证明是实验噪声下被删除。该技术将促进基于紧凑原子干涉测量的传感器的开发,其具有提高的精度和降低的复杂性。
2018-01-12 physics.atom-ph
Local gravity measurement with the combination of atom interferometry and Bloch oscillations
我们提出了一种结合布洛赫振荡和原子干涉的引力局域测量方法。下降距离为0.8 mm时,我们实现了2x 10 -7 g的灵敏度,积分时间为300 s。没有偏置与布洛赫振荡已被测量。对比度衰减与布洛赫振荡已被观察到,并归因于激光束的空间质量。采用了一种简单的实验结构,即用一束回射激光进行原子发射、受激喇曼跃迁和布洛赫振荡。布洛赫振荡和原子干涉测量的结合可以用一个不比标准原子重力仪复杂的装置来实现。
2011-09-16 physics.atom-ph
Narrow linewidth single laser source system for onboard atom interferometry
提出了一种基于通信倍频激光器的小型化、鲁棒性强的原子干涉测量系统。由于在饱和吸收设置上的原始稳定架构,我们获得了频率捷变激光系统,允许使用单个激光源在几ms内快速调谐超过1 GHz的激光频率。用于原子干涉测量的不同激光频率是通过动态地改变激光的频率和通过使用相位调制器创建边带来产生的。在此基础上,建立了一套基于倍频光纤通信平台的单光源铷原子干涉测量系统。我们利用光纤通信技术的成熟性来减少自由空间光学元件的数量(这些元件本质上不太稳定),并使设置紧凑,对振动和热波动的敏感性大大降低。该源提供低于2.5 kHz的光谱线宽,这是精密原子干涉测量所需的,特别是对于高性能的原子惯性传感器。
2015-01-06 physics.atom-ph
New concepts of inertial measurements with multi-species atom interferometry
在冷原子惯性传感器领域,我们提出并分析了创新的配置,以提高其测量范围和灵敏度,特别是吸引星载应用。这些配置依赖于多种类原子干涉测量,涉及在一个独特的仪器中同时操纵不同的原子种类来推导惯性测量。使用同时操纵铷的两种同位素的双物质原子加速度计,我们报告了原始概念的初步实验实现,涉及两个原子干涉仪的实现,首先具有不同的询问时间,其次是相位正交。这些结果打开了大门,新一代的原子传感器依赖于高性能的多物种原子干涉测量。
2017-10-17 physics.atom-ph
Versatile compact atomic source for high resolution dual atom interferometry
介绍了一种用于高精度双原子干涉仪的紧凑型$^{87}$ Rb原子源。该源是基于一个双级磁光阱(MOT)的设计,包括一个2维(2D)-MOT的有效加载的3D-MOT。聚集的原子被精确地发射到水平移动的糖蜜中。我们的设置产生高原子通量($>10^{10}$ atoms/s)与精确和灵活可调的原子轨迹所需的高分辨率Sagnac原子干涉。我们的特征在于相对于发射原子的相关参数,即温度,绝对速度和指向,通过利用飞行时间技术和速度选择性拉曼跃迁的源的性能。
2007-05-31 physics.atom-ph
Two approaches in the theory of atom interferometry
我们比较了使用路径积分方法和基于Wigner表象中的密度矩阵方程的方法得到的原子干涉仪相位的表达式。这些表达式在普朗克常量上的幂级数,截断到$\hbar ^{2}$项,是一致的。只有在包含$Q-$项后才能实现这种一致性。
2017-01-31 physics.atom-ph
Determination of the fine structure constant with atom interferometry and Bloch oscillations
我们利用布洛赫振荡将多个光子动量相干地转移到原子上。从而可以精确地测量出后坐速度$\hbar k/m$,并推导出精细结构常数$α$。用原子干涉法测量了布洛赫振荡引起的速度变化。该方法得出精细结构常数$α^{-1}= 137.035 999 45 (62)$的值,其相对不确定度约为$4.5 \times 10^{-9}$。
2008-12-16 physics.atom-ph
Computation of the phase induced by non-newtonian gravitational potentials in atom interferometry
本文在非牛顿引力的框架下,计算了不同几何形状的试验质量在理想的分臂原子干涉仪上产生的相位。推导了亚毫米量级非牛顿引力强度的相关极限。这些极限将与现有的最佳实验极限相当,但具有使用显微镜探针的优点。
2002-02-22 gr-qc physics.atom-ph quant-ph
New apparatus design for high-precision measurement ofG with atom interferometry
我们提出了一个新的方案,改进的牛顿引力常量G的测定和评估它的数值模拟。利用原子干涉测量技术对自由降落中的冷原子进行探测,以表征外源质量产生的引力场。两个源质量配置具有不同的几何形状和使用不同的材料进行了比较,以确定一个优化的实验装置的G测量。用于操纵原子和控制干涉仪相位的磁场的影响也被表征。
2021-07-09 physics.atom-ph
Atom Interferometry in a Vertical Optical Lattice
本文研究了简并量子气体在垂直光晶格中的干涉。当原子从晶格中释放时,原子的相干性导致干涉图案。这在早期的实验中已经被证明是玻色-爱因斯坦凝聚体。在这里,我们表明,也可以观察到的干涉图案的费米子的动量分布是小于反冲动量的晶格。特别注意的是相互作用的作用,冲洗出的干涉图案的冷凝物,但不影响自旋极化的费米气体,在超冷温度下的碰撞是禁止的。比较两种量子气体的干涉,我们发现费米子在囚禁原子干涉测量中具有明显的优越性。
2004-11-09 cond-mat.stat-mech physics.atom-ph quant-ph
Sensitive gravity-gradiometry with atom interferometry: progress towards an improved determination of the gravitational constant
本文介绍了一种基于原子干涉的高灵敏度重力梯度仪。在我们的装置中,两个激光冷却的铷原子云以喷泉的形式发射,并通过拉曼干涉序列来探测重力场的梯度。我们最近实施了一个高通量原子源和一个新设计的拉曼激光系统的仪器设置。讨论了在精确测定牛顿引力常量G中的应用。该仪器的长期稳定性和信噪比在这里展示了将测量精度推到100 ppm以下的有趣前景。
2010-02-18 physics.atom-ph
Multi-Dimensional Atom Optics and Interferometry
我们提出了一种新的多维原子光学,它可以在三个空间方向上产生原子波包的相干叠加。这些工具可以用来产生光脉冲原子干涉仪,同时敏感的三个组成部分的加速度和旋转,我们讨论如何隔离这些惯性组件在一个单一的实验拍摄。我们还提出了一种新型的原子陀螺仪,是不敏感的寄生加速度和初始速度。利用紧凑、高精度、低偏置惯性传感器测量完整加速度和旋转矢量的能力可能会对惯性导航、重力梯度测量和陀螺仪等领域产生重大影响。
2019-01-08 physics.app-ph physics.atom-ph quant-ph
Atom interferometry based on light pulses : application to the high precision measurement of the ratio h/m and the determination of the fine structure constant
本文简要介绍了基于光脉冲的原子干涉技术。我们讨论了不同的实现和高精度测量的应用。我们将着重于确定普朗克常量与原子质量之比h/m。这个量的测量是通过将移动光晶格中原子的布洛赫振荡与拉姆齐-博尔德干涉仪相结合来进行的。
2008-09-18 physics.atom-ph
Interleaved Atom Interferometry for High Sensitivity Inertial Measurements
冷原子惯性传感器的目标是在导航、地球科学和基础物理测试中的若干应用。达到高采样率和高惯性灵敏度,获得较长的询问时间,代表了这些应用的挑战。我们报告的交错操作的冷原子陀螺仪,其中3个原子云同时在原子干涉仪具有3.75 Hz的采样率和801 ms的询问时间。交错提高了惯性灵敏度,有效地平均振动噪声,并允许我们进行动态旋转测量在一个迄今为止未开发的范围。我们证明了$3\times 10^{-10}$ rad.s $^{-1}$的稳定性,这与光纤陀螺仪获得的最佳稳定性水平竞争。我们的工作验证了交错作为未来原子干涉传感器探测时变信号的关键概念,如在船上导航和重力梯度测量,寻找暗物质,或引力波检测。
2019-01-08 physics.atom-ph physics.ins-det quant-ph
Entanglement interferometry for precision measurement of atomic scattering properties
我们报道了用俘获的~(87)Rb原子对实现的两粒子物质波干涉仪。每对原子被限制在光晶格势的单个位置。该干涉仪的实现是通过首先产生两个原子的相干自旋混合,然后通过费什巴赫共振调节态间散射长度。态间散射长度的选择性变化导致了两粒子态的纠缠动力学,这种纠缠动力学可以在拉姆齐干涉实验中检测到。这种纠缠动力学被用于原子相互作用参数的精确测量。此外,干涉仪允许以非破坏性的方式分离具有一个或两个原子的晶格位置。
2003-10-30 cond-mat.soft physics.atom-ph quant-ph
Lattice-Trapped Atom Interferometry with a Bose-Einstein condensate: Observation and Control of Interactions
University of Washington(华盛顿大学)
利用弱相互作用的镱玻色-爱因斯坦凝聚体实现晶格捕获原子干涉仪,通过改变原子数或样品体积控制相互作用,并观察到平均场效应,为超越单原子物理的计量学进展开辟道路。
2026-05-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Optimization and error model for atom interferometry technique to measure Newtonian gravitational constant
考虑了大质量检验质量的引力场对原子干涉仪相位的贡献。针对$^{133}Cs$原子干涉仪的特定形状和特定参数,给出了100 kg钨质量检验块的这种贡献极值的求法。计算了原子和验证质量变量小偏差下双差响应的变化。原子变量的极值的选择允许释放原子定位在2个数量级上的要求。
2014-10-03 physics.atom-ph
Momentum Entanglement for Atom Interferometry
与光干涉仪相比,冷原子干涉仪的光通量低,相关的散粒噪声大。超过这些限制的灵敏度需要制备不同动量模式的纠缠原子。在这里,我们展示了一个源的纠缠原子,是兼容的国家的最先进的干涉仪。纠缠从玻色-爱因斯坦凝聚体的自旋自由度转移到分离的动量模,压缩参数为-3.1(8)dB。纠缠增强原子干涉仪为量子梯度仪或引力波探测器开辟了前所未有的灵敏度。
2020-11-30 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph