Bertoldi, Andrea and Bongs, Kai and Bouyer, Philippe and Buchmueller, Oliver and Canuel, Benjamin and Caramete, Laurentiu-Ioan and Chiofalo, Maria Luisa and Coleman, Jonathon and De Roeck, Albert and Ellis, John and Graham, Peter W. and Haehnelt, Martin G. and Hees, Aurélien and Hogan, Jason and von Klitzing, Wolf and Krutzik, Markus and Lewicki, Marek and McCabe, Christopher and Peters, Achim and Rasel, Ernst and Roura, Albert and Sabulsky, Dylan and Schiller, Stephan and Schubert, Christian and Signorini, Carla and Sorrentino, Fiodor and Singh, Yeshpal and Tino, Guglielmo Maria and Vaskonen, Ville and Zhan, Ming-Sheng (2021) AEDGE: Atomic experiment for dark matter and gravity exploration in space. Experimental Astronomy, 51 (3), pp. 1417-1426. Springer. doi: 10.1007/s10686-021-09701-3. ISSN 0922-6435.
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Official URL: http://dx.doi.org/10.1007/s10686-021-09701-3
Abstract
This article contains a summary of the White Paper submitted in 2019 to the ESA Voyage 2050 process, which was subsequently published in EPJ Quantum Technology (AEDGE Collaboration et al. EPJ Quant. Technol. 7,6 2020). We propose in this White Paper a concept for a space experiment using cold atoms to search for ultra-light dark matter, and to detect gravitational waves in the frequency range between the most sensitive ranges of LISA and the terrestrial LIGO/Virgo/KAGRA/INDIGO experiments. This interdisciplinary experiment, called Atomic Experiment for Dark Matter and Gravity Exploration (AEDGE), will also complement other planned searches for dark matter, and exploit synergies with other gravitational wave detectors. We give examples of the extended range of sensitivity to ultra-light dark matter offered by AEDGE, and how its gravitational-wave measurements could explore the assembly of super-massive black holes, first-order phase transitions in the early universe and cosmic strings. AEDGE will be based upon technologies now being developed for terrestrial experiments using cold atoms, and will benefit from the space experience obtained with, e.g., LISA and cold atom experiments in microgravity.
| Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/145202/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Title: | AEDGE: Atomic experiment for dark matter and gravity exploration in space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Authors: |
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| Date: | 12 March 2021 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Journal or Publication Title: | Experimental Astronomy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume: | 51 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.1007/s10686-021-09701-3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Page Range: | pp. 1417-1426 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Publisher: | Springer | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 0922-6435 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords: | Dark matter, Gravitational waves, Atom interferometry, Space detector | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program Themes: | Communication, Navigation, Quantum Technology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Program: | R KNQ - Communication, Navigation, Quantum Technology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research theme (Project): | R - Project Q-GRAV – Interface quantum and gravitation, R - Fundamental physics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Location: | Ulm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institutes and Institutions: | Institute of Quantum Technologies > Theoretical Quantum Physics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited By: | Roura, Dr. Albert | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited On: | 04 Nov 2021 12:32 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Last Modified: | 04 Dec 2023 12:37 |
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