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Magneto-optical trapping in a near-suface borehole

Vovrosh, Jamie und Wilkinson, Katie und Hedges, S. und McGovern, Kieran und Hayati, Farzad und Carson, Christopher und Selyem, Adam und Winch, Jonathan und Stray, Ben und Earl, Luuk und Hamerow, Maxwell und Wilson, Georgia und Seedat, Adam und Roshanmanesh, Sanaz und Bongs, Kai und Holynski, Michael (2023) Magneto-optical trapping in a near-suface borehole. PLoS One, 18 (7), e0288353. Public Library of Science (PLoS). doi: 10.1371/journal.pone.0288353. ISSN 1932-6203.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
5MB

Offizielle URL: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0288353

Kurzfassung

Borehole gravity sensing can be used in a number of applications to measure features around a well, including rock-type change mapping and determination of reservoir porosity. Quantum technology gravity sensors, based on atom interferometry, have the ability to offer increased survey speeds and reduced need for calibration. While surface sensors have been demonstrated in real world environments, significant improvements in robustness and reductions to radial size, weight, and power consumption are required for such devices to be deployed in boreholes. To realise the first step towards the deployment of cold atom-based sensors down boreholes, we demonstrate a borehole-deployable magneto-optical trap, the core package of many cold atom-based systems. The enclosure containing the magneto-optical trap itself had an outer radius of (60 ± 0.1) mm at its widest point and a length of (890 ± 5) mm. This system was used to generate atom clouds at 1 m intervals in a 14 cm wide, 50 m deep borehole, to simulate how in-borehole gravity surveys are performed. During the survey, the system generated, on average, clouds of (3.0 ± 0.1) × 105 87Rb atoms with the standard deviation in atom number across the survey observed to be as low as 8.9 × 104.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/199204/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Magneto-optical trapping in a near-suface borehole
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Vovrosh, JamieSchool of Physics and Astronomy, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wilkinson, KatieSchool of Physics and Astronomy, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hedges, S.School of Physics and Astronomy, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
McGovern, KieranSchool of Physics and Astronomy, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hayati, FarzadSchool of Physics and Astronomy, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Carson, ChristopherFraunhofer Centre for Applied Photonics, Fraunhofer UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Selyem, AdamFraunhofer Centre for Applied Photonics, Fraunhofer UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Winch, JonathanSchool of Physics and Astronomy, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stray, BenSchool of Physics and Astronomy, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Earl, LuukSchool of Physics and Astronomy, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hamerow, MaxwellSchool of Physics and Astronomy, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wilson, GeorgiaSchool of Physics and Astronomy, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Seedat, AdamSchool of Physics and Astronomy, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roshanmanesh, SanazSchool of Physics and Astronomy, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bongs, Kaikai.bongs (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Holynski, MichaelUniversity of Birmingham, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:11 Juli 2023
Erschienen in:PLoS One
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:18
DOI:10.1371/journal.pone.0288353
Seitenbereich:e0288353
Verlag:Public Library of Science (PLoS)
ISSN:1932-6203
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Magneto-optischer Einfang in einem oberflächennahen Bohrloch
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 - Miniaturisierte RB-Quelle für Quantengravimeter
Standort: Ulm
Institute & Einrichtungen:Institut für Quantentechnologien > Integration von Mikro- und Nanosystemen
Hinterlegt von: Neidlinger, Tamira Sandrina
Hinterlegt am:04 Dez 2023 21:09
Letzte Änderung:04 Dez 2023 21:09

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