Vovrosh, Jamie and Wilkinson, Katie and Hedges, S. and McGovern, Kieran and Hayati, Farzad and Carson, Christopher and Selyem, Adam and Winch, Jonathan and Stray, Ben and Earl, Luuk and Hamerow, Maxwell and Wilson, Georgia and Seedat, Adam and Roshanmanesh, Sanaz and Bongs, Kai and 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.
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Official URL: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0288353
Abstract
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.
| Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/199204/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Title: | Magneto-optical trapping in a near-suface borehole | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Authors: |
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| Date: | 11 July 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Journal or Publication Title: | PLoS One | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume: | 18 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.1371/journal.pone.0288353 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Page Range: | e0288353 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Publisher: | Public Library of Science (PLoS) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 1932-6203 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords: | Magneto-optischer Einfang in einem oberflächennahen Bohrloch | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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 - Miniaturised RB source for quantum gravimeters | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Location: | Ulm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institutes and Institutions: | Institute of Quantum Technologies > Integration of Micro- and Nanosystems | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited By: | Neidlinger, Tamira Sandrina | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited On: | 04 Dec 2023 21:09 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Last Modified: | 04 Dec 2023 21:09 |
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