論文の概要: Measuring gravitational time dilation with delocalized quantum superpositions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.11156v1
• Date: Wed, 21 Oct 2020 17:23:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-28 02:59:40.200979
• Title: Measuring gravitational time dilation with delocalized quantum superpositions
• Title（参考訳）: 非局在量子重ね合わせによる重力時間拡張の測定
• Authors: Albert Roura, Christian Schubert, Dennis Schlippert, Ernst M. Rasel
• Abstract要約: 本稿では,SrやYbなどの群II型原子を用いた干渉計を用いて,重力波の時間変化を計測する手法を提案する。 このスキームは、レーザーパワーの軽度な要求で高回折効率を達成できる非常に単純な原子光学に依存している。 興味深いことに、最近ハノーバーのVLBAI施設は、Yb原子とRb原子を同時に操作できる10メートルの原子泉で、実験的な実装を成功させるために必要な全ての要件を満たしている。
• 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: Atomic clocks can measure the gravitational redshift predicted by general relativity with great accuracy and for height differences as little as 1 cm. All existing experiments, however, involve the comparison of two independent clocks at different locations rather than a single clock in a delocalized quantum superposition. Here we present an interferometry scheme employing group-II-type atoms, such as Sr or Yb, capable of measuring the gravitational time dilation in a coherent superposition of atomic wave packets at two different heights. In contrast to other recent proposals, there is no need for pulses that can efficiently diffract both internal states. Instead, the scheme relies on very simple atom optics for which high-diffraction efficiencies can be achieved with rather mild requirements on laser power. Furthermore, the effects of vibration noise are subtracted by employing a simultaneous Rb interferometer that acts as an inertial reference. Remarkably, the recently commissioned VLBAI facility in Hannover, a 10-meter atomic fountain that can simultaneously operate Yb and Rb atoms and enables up to 2.8 s of free evolution time, meets all the requirements for a successful experimental implementation.
• Abstract（参考訳）: 原子時計は、一般相対性理論によって予測される重力赤方偏移を高い精度で測定することができ、高さ差は1cm以下である。 しかし、既存の実験は全て、非局在化された量子重ね合わせにおいて単一のクロックではなく、異なる場所で2つの独立したクロックの比較を含む。 本稿では、2つの異なる高さの原子波パケットのコヒーレント重ね合わせにおける重力時間拡張を測定することができるSrやYbなどの群II型原子を用いた干渉計方式を提案する。 他の最近の提案とは対照的に、両方の内部状態を効率的に回折できるパルスは必要ない。 代わりに、このスキームはレーザーパワーに対する比較的穏やかな要求で高回折効率を達成できる非常に単純な原子光学に依存している。 さらに、慣性基準として機能する同時Rb干渉計を用いて、振動騒音の影響を減弱する。 注目すべきことに、最近ハノーバーのVLBAI施設は、YbとRbの原子を同時に操作し、最大2.8秒の自由進化を可能にする10メートルの原子泉であり、実験的な実装のすべての要件を満たす。

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