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Müntinga H, Ahlers H, Krutzik M, Wenzlawski A, Arnold S, Becker D, Bongs K, Dittus H, Duncker H, Gaaloul N, Gherasim C, Giese E, Grzeschik C, Hänsch TW, Hellmig O, Herr W, Herrmann S, Kajari E, Kleinert S, Lämmerzahl C, Lewoczko-Adamczyk W, Malcolm J, Meyer N, Nolte R, Peters A, Popp M, Reichel J, Roura A, Rudolph J, Schiemangk M, Schneider M, Seidel ST, Sengstock K, Tamma V, Valenzuela T, Vogel A, Walser R, Wendrich T, Windpassinger P, Zeller W, van Zoest T, Ertmer W, Schleich WP, Rasel EM. Interferometry with Bose-Einstein condensates in microgravity. Phys Rev Lett 2013; 110:093602. [PMID: 23496709 DOI: 10.1103/physrevlett.110.093602] [Citation(s) in RCA: 78] [Impact Index Per Article: 7.1] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 01/22/2013] [Indexed: 06/01/2023]
Abstract
Atom interferometers covering macroscopic domains of space-time are a spectacular manifestation of the wave nature of matter. Because of their unique coherence properties, Bose-Einstein condensates are ideal sources for an atom interferometer in extended free fall. In this Letter we report on the realization of an asymmetric Mach-Zehnder interferometer operated with a Bose-Einstein condensate in microgravity. The resulting interference pattern is similar to the one in the far field of a double slit and shows a linear scaling with the time the wave packets expand. We employ delta-kick cooling in order to enhance the signal and extend our atom interferometer. Our experiments demonstrate the high potential of interferometers operated with quantum gases for probing the fundamental concepts of quantum mechanics and general relativity.
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Affiliation(s)
- H Müntinga
- ZARM, Universität Bremen, Am Fallturm, 28359 Bremen, Germany
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van Zoest T, Gaaloul N, Singh Y, Ahlers H, Herr W, Seidel ST, Ertmer W, Rasel E, Eckart M, Kajari E, Arnold S, Nandi G, Schleich WP, Walser R, Vogel A, Sengstock K, Bongs K, Lewoczko-Adamczyk W, Schiemangk M, Schuldt T, Peters A, Könemann T, Müntinga H, Lämmerzahl C, Dittus H, Steinmetz T, Hänsch TW, Reichel J. Bose-Einstein Condensation in Microgravity. Science 2010; 328:1540-3. [DOI: 10.1126/science.1189164] [Citation(s) in RCA: 212] [Impact Index Per Article: 15.1] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/02/2022]
Affiliation(s)
- T. van Zoest
- Institut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, 30167 Hannover, Germany
| | - N. Gaaloul
- Institut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, 30167 Hannover, Germany
| | - Y. Singh
- Institut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, 30167 Hannover, Germany
| | - H. Ahlers
- Institut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, 30167 Hannover, Germany
| | - W. Herr
- Institut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, 30167 Hannover, Germany
| | - S. T. Seidel
- Institut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, 30167 Hannover, Germany
| | - W. Ertmer
- Institut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, 30167 Hannover, Germany
| | - E. Rasel
- Institut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, 30167 Hannover, Germany
| | - M. Eckart
- Institut für Quantenphysik, Universität Ulm, Albert Einstein Allee 11, 89081 Ulm, Germany
| | - E. Kajari
- Institut für Quantenphysik, Universität Ulm, Albert Einstein Allee 11, 89081 Ulm, Germany
| | - S. Arnold
- Institut für Quantenphysik, Universität Ulm, Albert Einstein Allee 11, 89081 Ulm, Germany
| | - G. Nandi
- Institut für Quantenphysik, Universität Ulm, Albert Einstein Allee 11, 89081 Ulm, Germany
| | - W. P. Schleich
- Institut für Quantenphysik, Universität Ulm, Albert Einstein Allee 11, 89081 Ulm, Germany
| | - R. Walser
- Institut für Angewandte Physik, Technische Universität Darmstadt, Hochschulstrasse 4A, 64289 Darmstadt, Germany
| | - A. Vogel
- Institut für Laser-Physik, Universität Hamburg, 22761 Hamburg, Germany
| | - K. Sengstock
- Institut für Laser-Physik, Universität Hamburg, 22761 Hamburg, Germany
| | - K. Bongs
- Midlands Ultracold Atom Research Centre, Birmingham B15 2TT, UK
| | | | - M. Schiemangk
- Humboldt-Universität zu Berlin, Hausvogteiplatz 5-7, 10117 Berlin, Germany
| | - T. Schuldt
- Humboldt-Universität zu Berlin, Hausvogteiplatz 5-7, 10117 Berlin, Germany
| | - A. Peters
- Humboldt-Universität zu Berlin, Hausvogteiplatz 5-7, 10117 Berlin, Germany
| | - T. Könemann
- Center of Applied Space Technology and Microgravity (ZARM), Universität Bremen, Am Fallturm, 28359 Bremen, Germany
| | - H. Müntinga
- Center of Applied Space Technology and Microgravity (ZARM), Universität Bremen, Am Fallturm, 28359 Bremen, Germany
| | - C. Lämmerzahl
- Center of Applied Space Technology and Microgravity (ZARM), Universität Bremen, Am Fallturm, 28359 Bremen, Germany
| | - H. Dittus
- Center of Applied Space Technology and Microgravity (ZARM), Universität Bremen, Am Fallturm, 28359 Bremen, Germany
| | - T. Steinmetz
- Max-Planck-Institut für Quantenoptik and Sektion Physik der Ludwig-Maximilians-Universität, Schellingstrasse 4, 80799 München, Germany
| | - T. W. Hänsch
- Max-Planck-Institut für Quantenoptik and Sektion Physik der Ludwig-Maximilians-Universität, Schellingstrasse 4, 80799 München, Germany
| | - J. Reichel
- Laboratoire Kastler-Brossel de l’Ecole Normale Supérieure, 24 rue Lhomond, 75231 Paris, France
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