Entangled momentum modes for atom interferometry
- verfasst von
- Fabian Anders
- betreut von
- Carsten Klempt
- Abstract
Verschränkte Zustände wurden in vielen atomaren Systemen erzeugt und finden ein aussichtsreiche Anwendung in der verschränkungsgestützten Metrologie. Hier wurden verschränkte Spinzustände erfolgreich in Interferometern eingesetzt, mit denen Magnetfelder und Frequenzen mit erhöhter Empfindlichkeit gemessen werden können. Im Gegensatz dazu werden Atominterferometer zur Messung von Beschleunigungen und Gravitationsfeldern in externen Freiheitsgraden betrieben und spannen eine Fläche in der Raumzeit auf. Um hier verschränkte Zustände nutzen zu können, muss die Verschränkung zwischen Impulszuständen mit geeigneter räumlicher Ausdehnung und Geschwindigkeitsbreite erzeugt werden. In dieser Arbeit wird eine Quelle für impulsverschränkte Atome vorgestellt, die mit heutigen Atominterferometern kompatibel ist. Unter Verwendung einer quasi-adiabatischen Rampe durch einen Quantenphasenübergang werden hochverschränkte Zwillings-Fock- Zustände im inneren Spin-Freiheitsgrad eines 87Rb Bose-Einstein- Kondensats erzeugt. Die Verschränkung wird durch eine stimulierte Raman-Kopplung erfolgreich in den Impulsraum übertragen und durch die direkte Messung eines Verschränkungskriteriums verifiziert. Die beobachtete Modenqualität und die Restexpansion zeigen, dass sich diese verschränkte Quelle gut für die sukzessive Anwendung in Atominterferometern eignet und einen Weg zur Gravimetrie jenseits des Standard-Quantenlimits eröffnet. Darüber hinaus könnten die aufgezeigten Techniken zur Durchführung eines skalierbaren atomaren Bell Tests eingesetzt werden. Langfristig könnten ähnliche verschränkte Quellen insbesondere die Leistung von Gravitationsgradiometern, Tests des Einsteinschen Äquivalenzprinzips und zukünftigen atomaren Gravitationswellendetektoren verbessern.
- Organisationseinheit(en)
-
Institut für Quantenoptik
QUEST Leibniz Forschungsschule
- Typ
- Dissertation
- Anzahl der Seiten
- 113
- Publikationsdatum
- 2022
- Publikationsstatus
- Veröffentlicht
- Elektronische Version(en)
-
https://doi.org/10.15488/12802 (Zugang:
Offen)
