Projekt A05: Theorie der LMT-Atominterferometer in Gravitationsfeldern

In diesem Projekt generalisieren wir die mikroskopischen Modelle der Large-Momentum-Transfer (LMT) Bragg- und Bloch-Lichtimpuls-Atominterferometrie, die in der vorherigen Förderperiode entwickelt wurden. Wir berücksichtigen transversale Bewegungseffekte, evaluieren die Empfindlichkeitsfunktion vollständiger Interferometer, untersuchen Multi-Loop-Geometrien und decken andere Klassen von Interferometern ab, die eine Änderung des internen Zustands aufweisen, um Raman- und 1-Photonen-Übergänge einzubeziehen. Wir wenden diese Konzepte auf atominterferometrische Tests der Allgemeinen Relativitätstheorie an, indem wir zuvor entwickelte postnewtonsche Schemata verallgemeinern. Dies wird die Anwendung unserer Modelle in der VLBAI-Facility oder in weltraumgestützten Interferometern ermöglichen.


Veröffentlichungen

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Lecoffre J, Hadi A, Bruneau M, Garcion C, Fabre N, Charron É et al. Measurement of Casimir-Polder interaction for slow atoms through a material grating. Physical Review Research. 2025 Mär 3;7(1):013232. doi: 10.1103/PhysRevResearch.7.013232, 10.48550/arXiv.2407.14077
Stolzenberg K, Struckmann C, Bode S, Li R, Herbst A, Vollenkemper V et al. Multi-Axis Inertial Sensing with 2D Matter-Wave Arrays. Physical Review Letters. 2025 Apr 9;134(14):143601. doi: 10.1103/PhysRevLett.134.143601, 10.48550/arXiv.2403.08762
Werner M, Lezeik A, Schlippert D, Rasel E, Gaaloul N, Hammerer K. Atom interferometric sensing over large baselines. in Shahriar SM, Hrsg., Quantum Sensing, Imaging, and Precision Metrology III. SPIE. 2025. 133920C. (Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering). doi: 10.1117/12.3054172
Fitzek F, Kirsten-Siemß JN, Rasel EM, Gaaloul N, Hammerer K. Accurate and efficient Bloch-oscillation-enhanced atom interferometry. Physical Review Research. 2024 Aug 5;6(3):L032028. doi: 10.48550/arXiv.2306.09399, 10.1103/physrevresearch.6.l032028
Garcion C, Bouton Q, Lecoffre J, Fabre N, Charron É, Dutier G et al. Quantum description of atomic diffraction by material nanostructures. Physical Review Research. 2024 Mai 13;6(2):023165. doi: 10.48550/arXiv.2312.12818, 10.1103/PhysRevResearch.6.023165
Herbst A, Estrampes T, Albers H, Vollenkemper V, Stolzenberg K, Bode S et al. High-flux source system for matter-wave interferometry exploiting tunable interactions. Physical Review Research. 2024 Feb 2;6(1):013139. doi: 10.1103/physrevresearch.6.013139
Herbst A, Estrampes T, Albers H, Corgier R, Stolzenberg K, Bode S et al. Matter-wave collimation to picokelvin energies with scattering length and potential shape control. Communications Physics. 2024 Apr 25;7(1):132. doi: 10.1038/s42005-024-01621-w
Li R, Martínez-Lahuerta VJ, Seckmeyer S, Hammerer K, Gaaloul N. Robust double Bragg diffraction via detuning control. Physical Review Research. 2024 Dez 4;6(4):043236. doi: 10.1103/PhysRevResearch.6.043236
Struckmann C, Corgier R, Loriani S, Kleinsteinberg G, Gox N, Giese E et al. Platform and environment requirements of a satellite quantum test of the weak equivalence principle at the 10-17 level. Physical Review D. 2024 Mär 5;109(6):064010. doi: 10.1103/PhysRevD.109.064010
Werner M, Schwartz PK, Kirsten-Siemß JN, Gaaloul N, Giulini D, Hammerer K. Atom interferometers in weakly curved spacetimes using Bragg diffraction and Bloch oscillations. Physical Review D. 2024 Jan 29;109(2):022008. doi: 10.1103/PhysRevD.109.022008
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Pichery A, Meister M, Piest B, Böhm J, Rasel EM, Charron E et al. Efficient numerical description of the dynamics of interacting multispecies quantum gases. AVS Quantum Science. 2023 Dez;5(4):044401. Epub 2023 Nov 7. doi: 10.48550/arXiv.2305.13433, 10.1116/5.0163850
Albers H, Corgier R, Herbst A, Rajagopalan A, Schubert C, Vogt C et al. All-optical matter-wave lens using time-averaged potentials. Communications Physics. 2022 Mär 16;5(1):60. doi: 10.48550/arXiv.2109.08608, 10.1038/s42005-022-00825-2
Gaaloul N, Meister M, Corgier R, Pichery A, Boegel P, Herr W et al. A space-based quantum gas laboratory at picokelvin energy scales. Nature Communications. 2022 Dez 22;13(1):7889. doi: 10.48550/arXiv.2201.06919, 10.1038/s41467-022-35274-6
Martinez-Lahuerta VJ, Eilers S, Mehlstaeubler TE, Schmidt PO, Hammerer K. Ab initio quantum theory of mass defect and time dilation in trapped-ion optical clocks. Physical Review A. 2022 Sep 3;106(3):032803. doi: 10.1103/PhysRevA.106.032803, 10.48550/arXiv.2202.10854
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Projektleiter

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