Raudonis, Matthias and Roura, Albert and Meister, Matthias and Lotz, Christoph and Overmeyer, Ludger and Herrmann, Sven and Gierse, Andreas and Lämmerzahl, Claus and Bigelow, Nicholas P and Lachmann, Maike and Piest, Baptist and Gaaloul, Naceur and Rasel, Ernst M and Schubert, Christian and Herr, Waldemar and Deppner, Christian and Ahlers, Holger and Ertmer, Wolfgang and R Williams, Jason and Lundblad, Nathan and Wörner, Lisa (2023) Microgravity facilities for cold atom experiments. Quantum Science and Technology, 8 (4), 044001. Institute of Physics (IOP) Publishing. doi: 10.1088/2058-9565/ace1a3. ISSN 2058-9565.
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Official URL: https://dx.doi.org/10.1088/2058-9565/ace1a3
Abstract
Microgravity platforms enable cold atom research beyond experiments in typical laboratories by removing restrictions due to the gravitational acceleration or compensation techniques. While research in space allows for undisturbed experimentation, technological readiness, availability and accessibility present challenges for experimental operation. In this work we focus on the main capabilities and unique features of ground-based microgravity facilities for cold atom research. A selection of current and future scientific opportunities and their high demands on the microgravity environment are presented, and some relevant ground-based facilities are discussed and compared. Specifically, we point out the applicable free fall times, repetition rates, stability and payload capabilities, as well as programmatic and operational aspects of these facilities. These are contrasted with the requirements of various cold atom experiments. Besides being an accelerator for technology development, ground-based microgravity facilities allow fundamental and applied research with the additional benefit of enabling hands-on access to the experiment for modifications and adjustments.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/196557/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Microgravity facilities for cold atom experiments | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 10 August 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Quantum Science and Technology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1088/2058-9565/ace1a3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | 044001 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | Institute of Physics (IOP) Publishing | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2058-9565 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | Microgravity, drop towers, Einstein Elevator, GraviTower, parabolic flights, sounding rockets, cold atoms, Bose-Einstein condensates, atom interferometry, fundamental physics measurements, tests of the equivalence principle, dark energy, pathfinder experiments, ground-based verification of orbital platforms | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 - Project BECCAL | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Hannover , Ulm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Quantum Technologies > Theoretical Quantum Physics Institute of Quantum Technologies > Quantum Engineering Institute for Satellite Geodesy and Inertial Sensing | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Roura, Dr. Albert | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 11 Aug 2023 10:34 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 11 Aug 2023 15:40 |
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