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Two-photon E1-M1 clock transition excitation in 174Yb atoms for quantum clock interferometry

Montero Sanchez, Mario Antonio und Lezeik, Ali und Koester, Dominik und Zipfel, Klaus und Schubert, Christian und Rasel, E.M. und Schlippert, Dennis (2024) Two-photon E1-M1 clock transition excitation in 174Yb atoms for quantum clock interferometry. FRONTIERS OF MATTER WAVE OPTICS CONFERENCE, 2024-09-09 - 2024-09-13, Greece.

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Kurzfassung

Atom interferometers are excellent tools for measuring inertial forces. Their high accuracy and sensitivity allow them to test fundamental physics, e.g., Einstein’s equivalence principle (EEP). One of the main assumptions of EEP is the universality of gravitational redshift (UGR), which states that the ticking rate measured by two idealised clocks at different points in a gravitational field is independent of their internal composition [1]. Although UGR has been successfully tested with two independent atomic clocks, the same effect on a single clock in a delocalised superposition of states has not been observed yet [2]. A promising approach for a delocalised test of UGR is quantum clock interferometry (QCI), which uses a sequence of light pulses to split, redirect, and recombine coherent wave packets and drive transitions between the internal states of the atoms to measure differences in proper time imprinted in the interferometer’s phase shift [3]. An experimental realisation of such schemes requires atomic species with large internal transitions. In this work, we propose an interferometry sensitive to gravitational redshift. By performing a double differential measurement in a single shot, this configuration benefits from a common-mode rejection of spurious effects in the interferometer’s phase. The feasibility of QCI experiments measuring gravitational redshift depends on the availability of long-lived internal states with large energy differences, making the ytterbium (Yb) optical transition an ideal candidate. The clock transition is excited through a two-photon Doppler-free E1-M1 mechanism [4]. This process requires a narrow linewidth, 1 kHz, and a high-power, 20 W, light source. We present our frequency stabilisation scheme and power amplification of an 1156 nm laser to drive the clock transition on a cold Yb cloud. [1] F. Di Pumpo et al., Phys. Rev. D 107, 064007 (2023). [2] A. Roura et al., Phys. Rev. D 104 084001 (2021). [3] C. Ufrecht et al., Phys. Rev. Research 2 043240 (2020). [4] E. A. Alden et al., Phys. Rev. A 90, 012523 (2014)

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/210612/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Two-photon E1-M1 clock transition excitation in 174Yb atoms for quantum clock interferometry
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Montero Sanchez, Mario Antoniomario.montero (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lezeik, AliInstitut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Koester, DominikInstitut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zipfel, KlausInstitut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schubert, ChristianChristian.Schubert (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rasel, E.M.Institut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schlippert, DennisInstitut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:September 2024
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:atom interferometer quantum clocks
Veranstaltungstitel:FRONTIERS OF MATTER WAVE OPTICS CONFERENCE
Veranstaltungsort:Greece
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:9 September 2024
Veranstaltungsende:13 September 2024
Veranstalter :Wolf von Klitzing
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 - Atominterferometrische Sensorik
Standort: Hannover
Institute & Einrichtungen:Institut für Satellitengeodäsie und Inertialsensorik > Quantensensorik
Hinterlegt von: Montero Sanchez, Mario Antonio
Hinterlegt am:17 Dez 2024 09:29
Letzte Änderung:17 Dez 2024 09:29

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