Williams, Jason R. and Sackett, Charles A. and Ahlers, Holger and Aveline, David C. and Boegel, Patrick and Botsi, Sofia and Charron, Eric and Elliott, Ethan R. and Gaaloul, Naceur and Giese, Enno and Herr, Waldemar and Kellogg, James R. and Kohel, James M. and Lay, Norman E. and Meister, Matthias and Müller, Gabriel and Müller, Holger and Oudrhiri, Kamal and Phillips, Leah and Pichery, Annie and Rasel, Ernst M. and Roura, Albert and Sbroscia, Matteo and Schleich, Wolfgang P. and Schneider, Christian and Schubert, Christian and Sen, Bejoy and Thompson, Robert J. and Bigelow, Nicholas P. (2024) Pathfinder experiments with atom interferometry in the Cold Atom Lab onboard the International Space Station. Nature Communications, 15, p. 6414. Nature Publishing Group. doi: 10.1038/s41467-024-50585-6. ISSN 2041-1723.
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Official URL: https://dx.doi.org/10.1038/s41467-024-50585-6
Abstract
Deployment of ultracold atom interferometers (AI) into space will capitalize on quantum advantages and the extended freefall of persistent microgravity to provide high-precision measurement capabilities for gravitational, Earth, and planetary sciences, and to enable searches for subtle forces signifying physics beyond General Relativity and the Standard Model. NASA's Cold Atom Lab (CAL) operates onboard the International Space Station as a multi-user facility for fundamental studies of ultracold atoms and to mature space-based quan- tum technologies. We report on pathfinding experiments utilizing ultracold 87Rb atoms in the CAL AI. A three-pulse Mach-Zehnder interferometer was studied to understand the influence of ISS vibrations. Additionally, Ramsey shear-wave interferometry was used to manifest interference patterns in a single run that were observable for over 150 ms free-expansion time. Finally, the CAL AI was used to remotely measure the Bragg laser photon recoil as a demonstration of the first quantum sensor using matter-wave interferometry in space.
| Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/205844/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Title: | Pathfinder experiments with atom interferometry in the Cold Atom Lab onboard the International Space Station | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Authors: |
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| Date: | 13 August 2024 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Journal or Publication Title: | Nature Communications | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume: | 15 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.1038/s41467-024-50585-6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Page Range: | p. 6414 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Publisher: | Nature Publishing Group | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 2041-1723 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords: | cold atoms, Bose-Einstein Condensates (BECs), atom interferpmetry, microgravity, International Space Station, Cold Atom Lab (CAL) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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 for Satellite Geodesy and Inertial Sensing > Quantum Sensing | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited By: | Roura, Dr. Albert | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited On: | 14 Aug 2024 17:01 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Last Modified: | 14 Aug 2024 17:01 |
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