elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Barrierefreiheit | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Observation of the quantum phase of free fall and the consistency with the equivalence principle

Dobkowski, Or und Trok, Barak und Skakunenko, Peter und Japha, Yonathan und Groswasser, David und Efremov, Maxim und Marletto, Chiara und Fuentes Guridi, Ivette und Penrose, Roger und Vedral, Vlatko und Schleich, Wolfgang und Folman, Ron (2026) Observation of the quantum phase of free fall and the consistency with the equivalence principle. Science Advances, 12 (36), eaec8045. American Association for the Advancement of Science (AAAS). doi: 10.1126/sciadv.aec8045. ISSN 2375-2548.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aec8045

Kurzfassung

The unification of quantum theory and the general theory of relativity, describing gravity, is one of the most important challenges in science. Einstein’s general theory of relativity is based on the principle of equivalence and has been confirmed to great accuracy for large bodies. However, in the quantum domain, the equivalence principle has been predicted to take a unique form involving a gauge phase, which is equal, in the context of a measurement on Earth, to the quantum phase of a free-falling wave packet relative to its counterpart wave packet which is static in Earth’s frame. To measure this phase, we realize a novel cold-atom interferometer in which one wave packet stays static in the laboratory frame while the other is in free fall. The observed relative phase of the wave packets confirms the predicted phase and shows that, in our low energy regime, the equivalence principle may be applied to the quantum domain. Our observation constitutes a fundamental test of the interface between quantum theory and gravity. The new interferometer also opens the door for further probing of the latter interface, as well as to searches for new physics.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/226952/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Observation of the quantum phase of free fall and the consistency with the equivalence principle
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Dobkowski, OrDepartment of Physics and ilse Katz institute for nanoscale Science and technol- ogy, Ben-Gurion University of the negev, Be’er Sheva 84105, israelNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Trok, BarakDepartment of Physics and ilse Katz institute for nanoscale Science and technol- ogy, Ben-Gurion University of the negev, Be’er Sheva 84105, israelNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Skakunenko, PeterDepartment of Physics and ilse Katz institute for nanoscale Science and technol- ogy, Ben-Gurion University of the negev, Be’er Sheva 84105, israelNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Japha, YonathanDepartment of Physics and ilse Katz institute for nanoscale Science and technol- ogy, Ben-Gurion University of the negev, Be’er Sheva 84105, israelNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Groswasser, DavidDepartment of Physics and ilse Katz institute for nanoscale Science and technol- ogy, Ben-Gurion University of the negev, Be’er Sheva 84105, israelNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Efremov, MaximMaxim.Efremov (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6395-9663227313846
Marletto, Chiaraclarendon laboratory, University of Oxford, Parks Road, Oxford OX1 3PU, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fuentes Guridi, IvetteSchool of Physics and As- tronomy, University of Southampton, Southampton SO17 1BJ, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Penrose, RogerMathematical institute, Andrew Wiles Building, University of Oxford, Radcliffe Observatory Quarter, Woodstock Road, Oxford OX2 6GG, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vedral, Vlatkoclarendon laboratory, University of Oxford, Parks Road, Oxford OX1 3PU, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schleich, WolfgangInstitut für Quantenphysik, Universität UlmNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Folman, RonDepartment of Physics and ilse Katz institute for nanoscale Science and technol- ogy, Ben-Gurion University of the negev, Be’er Sheva 84105, israelNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2 September 2026
Erschienen in:Science Advances
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:12
DOI:10.1126/sciadv.aec8045
Seitenbereich:eaec8045
Verlag:American Association for the Advancement of Science (AAAS)
ISSN:2375-2548
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Atom interferometer, equivalence principle, Einstein's general theory of relativity, Stern-Gerlach interferometer
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 - Projekt Force Quantum Sensors
Standort: Ulm
Institute & Einrichtungen:Institut für Quantentechnologien > Theoretische Quantenphysik
Hinterlegt von: Efremov, Prof. Dr. Maxim
Hinterlegt am:21 Sep 2026 11:03
Letzte Änderung:21 Sep 2026 11:03

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
OpenAIRE Validator logo electronic library verwendet EPrints
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.