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Rapid generation and number-resolved detection of spinor rubidium Bose-Einstein condensates

Pür, Cebrail and Hetzel, Mareike and Quensen, Martin and Hüper, Andreas and Geng, Jiao and Kruse, Jens and Ertmer, Wolfgang and Klempt, Carsten (2023) Rapid generation and number-resolved detection of spinor rubidium Bose-Einstein condensates. Physical Review A, 107 (3), 033303. American Physical Society. doi: 10.1103/PhysRevA.107.033303. ISSN 2469-9926.

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Official URL: https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.107.033303

Abstract

Hohe Datenerfassungsraten und rauscharme Detektion von ultrakalten neutralen Atomen stellen wichtige Herausforderungen für die Zustandstomographie und interferometrische Anwendung von verschränkten Quantenzuständen in Bose-Einstein-Kondensaten dar. In dieser Arbeit stellen wir eine Quelle mit hohem Fluss von Rb-87 Bose-Einstein-Kondensaten in Kombination mit einer Zahl-auflösenden Detektion vor. Wir erzeugen Bose-Einstein-Kondensate von 2*10^5 Atomen ohne erkennbaren thermischen Anteil innerhalb von 3,3 s mit einem hybriden Evaporationsverfahren in einer magnetischen und optischen Falle. Für die High-Fidelity-Tomographie von Vielkörper-Quantenzuständen im Spin-Freiheitsgrad ist es wünschenswert, eine einzelne Mode für eine Zahl-auflösende Detektion auszuwählen. Wir demonstrieren die rauscharme Auswahl von Teilmengen von bis zu 16 Atomen und deren anschließende Detektion mit einem Zählrauschen unter 0,2 Atomen. Die vorgestellten Techniken bieten einen spannenden Weg zur Erzeugung und Analyse mesoskopischer Quantenzustände mit verbesserter Zuverlässigkeit und zu deren Nutzung für fundamentale und metrologische Anwendungen.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/201181/
Document Type:Article
Title:Rapid generation and number-resolved detection of spinor rubidium Bose-Einstein condensates
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthor's ORCID iDORCID Put Code
Pür, CebrailInstitut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, 30167 Hannover, GermanyUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Hetzel, MareikeInstitut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, 30167 Hannover, GermanyUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Quensen, MartinInstitut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, 30167 Hannover, GermanyUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Hüper, AndreasInstitut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, 30167 Hannover, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-7161-4435UNSPECIFIED
Geng, JiaoInstitut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, 30167 Hannover, GermanyUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Kruse, JensUNSPECIFIEDUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Ertmer, WolfgangUNSPECIFIEDUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Klempt, CarstenUNSPECIFIEDhttps://orcid.org/0000-0003-2402-3162UNSPECIFIED
Date:6 March 2023
Journal or Publication Title:Physical Review A
Refereed publication:Yes
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:Yes
In ISI Web of Science:Yes
Volume:107
DOI:10.1103/PhysRevA.107.033303
Page Range:033303
Publisher:American Physical Society
ISSN:2469-9926
Status:Published
Keywords:Ultrakalte atomare Gase, Kühlverfahren, Detektion von atomaren Ennsembles
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 Interferometry with entangled atoms in space
Location: Hannover
Institutes and Institutions:Institute for Satellite Geodesy and Inertial Sensing > Optical Frequency Metrology
Deposited By: Klempt, Apl. Prof. Carsten
Deposited On:14 Dec 2023 15:19
Last Modified:29 Jan 2024 11:49

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