論文の概要: Universal Atom Interferometer Simulator -- Elastic Scattering Processes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2002.05148v2
- Date: Fri, 10 Jul 2020 13:47:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-03 21:25:16.606862
- Title: Universal Atom Interferometer Simulator -- Elastic Scattering Processes
- Title（参考訳）: ユニバーサルアトム干渉計シミュレータ --弾性散乱過程
- Authors: Florian Fitzek, Jan-Niclas Siem\ss, Stefan Seckmeyer, Holger Ahlers,
Ernst M. Rasel, Klemens Hammerer, Naceur Gaaloul
- Abstract要約: 物質波光パルス弾性散乱のすべての状態をカバーする普遍シミュレータを提案する。
本シミュレータは、研究ケースとして原子干渉計に適用される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In this article, we introduce a universal simulator covering all regimes of
matter wave light-pulse elastic scattering. Applied to atom interferometry as a
study case, this simulator solves the atom-light diffraction problem in the
elastic case i.e. when the internal state of the atoms remains unchanged.
Taking this perspective, the light-pulse beam splitting is interpreted as a
space- and time-dependent external potential. In a shift from the usual
approach based on a system of momentum-space ordinary differential equations,
our position-space treatment is flexible and scales favourably for realistic
cases where the light fields have an arbitrary complex spatial behaviour rather
than being mere plane waves. Moreover, the numerical package we developed is
effortlessly extended to the problem class of trapped and interacting
geometries, which have no simple formulation in the usual framework of
momentum-space ordinary differential equations. We check the validity of our
model by revisiting several case studies relevant to the precision atom
interferometry community. We retrieve analytical solutions when they exist and
extend the analysis to more complex parameter ranges in a cross-regime fashion.
The flexibility of the approach, the insight it gives, its numerical
scalability and accuracy make it an exquisite tool to design, understand and
quantitatively analyse metrology-oriented matter-wave interferometry
experiments.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,物質波光パルス弾性散乱のすべての状態をカバーする普遍シミュレータを提案する。
原子干渉法を研究ケースとして適用すると、このシミュレータは弾性の場合、すなわち原子の内部状態が変化しない場合の原子光回折問題を解く。
この観点から、光パルスビームスプリッティングは空間依存と時間依存の外部ポテンシャルとして解釈される。
運動量空間の常微分方程式系に基づく通常のアプローチからシフトすると、我々の位置空間処理は柔軟であり、光場が平面波ではなく任意の複雑な空間的振る舞いを持つ現実的なケースに好適にスケールする。
さらに、我々が開発した数値パッケージは、運動量空間常微分方程式の通常の枠組みでは簡単な定式化をもたない、捕捉および相互作用する幾何学の問題クラスに無益に拡張される。
精度原子干渉法コミュニティに関するいくつかのケーススタディを再検討し,本モデルの有効性を確認した。
解析解が存在する場合,解析解を検索し,より複雑なパラメータ範囲に拡張する。
このアプローチの柔軟性、それが与える洞察、数値的なスケーラビリティと精度は、メトロジー指向の物質-波干渉実験を設計、理解、定量的に分析するために必要なツールである。
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