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Collective-Mode Enhanced Matter-Wave Optics

Deppner, Christian und Herr, Waldemar und Cornelius, Merle und Stromberger, Peter und Sternke, Tammo und Grzeschik, Christoph und Grote, Alexander und Rudolph, Jan und Herrmann, Sven und Krutzik, Markus und Wenzlawski, André und Corgier, Robin und Charron, Eric und Guéry-Odelin, David und Gaaloul, Naceur und Lämmerzahl, Claus und Peters, Achim und Windpassinger, Patrick und Rasel, Ernst (2021) Collective-Mode Enhanced Matter-Wave Optics. Physical Review Letters, 127 (10), Seite 100401. American Physical Society. doi: 10.1103/PhysRevLett.127.100401. ISSN 0031-9007.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.100401

Kurzfassung

In contrast to light, matter-wave optics of quantum gases deals with interactions even in free space and for ensembles comprising millions of atoms. We exploit these interactions in a quantum degenerate gas as an adjustable lens for coherent atom optics. By combining an interaction-driven quadrupole-mode excitation of a Bose-Einstein condensate (BEC) with a magnetic lens, we form a time-domain matter-wave lens system. The focus is tuned by the strength of the lensing potential and the oscillatory phase of the quadrupole mode. By placing the focus at infinity, we lower the total internal kinetic energy of a BEC comprising 101(37) thousand atoms in three dimensions to 3/2 kB 38+6-7 pK. Our method paves the way for free-fall experiments lasting ten or more seconds as envisioned for tests of fundamental physics and high-precision BEC interferometry, as well as opens up a new kinetic energy regime.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/144987/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Collective-Mode Enhanced Matter-Wave Optics
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Deppner, ChristianChristian.Deppner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1911-4433NICHT SPEZIFIZIERT
Herr, WaldemarWaldemar.Herr (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3685-2729NICHT SPEZIFIZIERT
Cornelius, MerleZARM, University of Bremen, Bremen, GERMANYNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stromberger, PeterJohannes Gutenber-Universität MainzNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sternke, TammoZARM, University of Bremen, Bremen, GERMANYNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Grzeschik, ChristophInstitut für Physik, Humboldt-Universität zu Berlin, Berlin, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Grote, AlexanderJohannes Gutenber-Universität MainzNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rudolph, JanInstitut für Quantenoptik, Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, D-30167 Hannover, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Herrmann, SvenZARM, Universität BremenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Krutzik, MarkusInstitüt für Physik, Humboldt-Universität zu Berlin, Berlin, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wenzlawski, AndréJohannes Gutenber-Universität MainzNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Corgier, RobinInstitut für Quantenoptik, Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, D-30167 Hannover, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Charron, EricUniversité Paris-Saclay, CNRS, Institut des Sciences Moléculaires d’Orsay, 91405 Orsay, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Guéry-Odelin, DavidUniversite de ToulouseNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gaaloul, NaceurInstitut für Quantenoptik, Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, D-30167 Hannover, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lämmerzahl, ClausZARM, University of Bremen, Bremen, GERMANYNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Peters, AchimInstitut für Physik, Humboldt-Universität zu Berlin, Berlin, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Windpassinger, PatrickJohannes Gutenber-Universität MainzNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rasel, ErnstInstitut für Quantenoptik, Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, D-30167 Hannover, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:30 August 2021
Erschienen in:Physical Review Letters
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:127
DOI:10.1103/PhysRevLett.127.100401
Seitenbereich:Seite 100401
Verlag:American Physical Society
ISSN:0031-9007
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Bose-Einstein Condensate, Temperature, Delta-Kick Collimation, Cold atoms & matter waves
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation, Navigation, Quantentechnologien
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KNQ - Kommunikation, Navigation, Quantentechnologie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt BECCAL, R - Atominterferometrische Sensorik
Standort: Hannover
Institute & Einrichtungen:Institut für Satellitengeodäsie und Inertialsensorik > Quantensensorik
Hinterlegt von: Deppner, Christian
Hinterlegt am:04 Feb 2022 11:04
Letzte Änderung:29 Mär 2023 00:00

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