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Lachmann, Maike and Ahlers, Holger and Becker, Dennis and Dinkelaker, Aline Nathalie and Grosse, Jens and Hellmig, Ortwin and Müntinga, Hauke and Schkolnik, Vladimir and Seidel, Stephan and Wendrich, Thijs and Wenzlawski, Andre and Carrick, Benjamin and Gaaloul, Naceur and Lüdtke, Daniel and Braxmaier, Claus and Ertmer, Wolfgang and Krutzik, Markus and Lämmerzahl, Claus and Peters, Achim and Schleich, Wolfgang and Sengstock, Klaus and Wicht, Andreas and Windpassinger, Patrick and Rasel, Ernst (2021) Ultracold atom interferometry in space. Nature Communications, 12 (1317). Nature Publishing Group. doi: 10.1038/s41467-021-21628-z. ISSN 2041-1723.
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Abstract
Bose-Einstein condensates (BECs) in free fall constitute a promising source for space-borne interferometry. Indeed, BECs enjoy a slowly expanding wave function, display a large spatial coherence and can be engineered and probed by optical techniques. Here we explore matter-wave fringes of multiple spinor components of a BEC released in free fall employing light-pulses to drive Bragg processes and induce phase imprinting on a sounding rocket. The prevailing microgravity played a crucial role in the observation of these interferences which not only reveal the spatial coherence of the condensates but also allow us to measure differential forces. Our work marks the beginning of matter-wave interferometry in space with future applications in fundamental physics, navigation and earth observation.
| Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/140859/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Title: | Ultracold atom interferometry in space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Authors: |
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| Date: | 26 February 2021 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Journal or Publication Title: | Nature Communications | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume: | 12 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.1038/s41467-021-21628-z | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Publisher: | Nature Publishing Group | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 2041-1723 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords: | Bose-Einstein condensates | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program Themes: | Space System Technology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Program: | R SY - Space System Technology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research theme (Project): | R - Systems Engineering Optische Systeme (old), R - Fundamental physics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Location: | Braunschweig , Bremen , Ulm , other | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institutes and Institutions: | Institute of Space Systems > Systems Enabling Technologies Institute for Satellite Geodesy and Inertial Sensing > Relativistic Modelling Institute for Software Technology > Software for Space Systems and Interactive Visualisation Institute of Quantum Technologies > Quantum Metrology Institute of Quantum Technologies > Theoretical Quantum Physics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited By: | Hamann, Ines | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited On: | 09 Feb 2021 09:36 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Last Modified: | 25 Jun 2021 16:53 |
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