論文の概要: Quantum Gas Mixtures and Dual-Species Atom Interferometry in Space
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.15223v1
- Date: Tue, 27 Jun 2023 05:48:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-28 14:28:48.800926
- Title: Quantum Gas Mixtures and Dual-Species Atom Interferometry in Space
- Title（参考訳）: 空間における量子ガス混合と双種原子干渉法
- Authors: Ethan R. Elliott, David C. Aveline, Nicholas P. Bigelow, Patrick
Boegel, Sofia Botsi, Eric Charron, Jos\'e P. D'Incao, Peter Engels, Timoth\'e
Estrampes, Naceur Gaaloul, James R. Kellogg, James M. Kohel, Norman E. Lay,
Nathan Lundblad, Matthias Meister, Maren E. Mossman, Gabriel M\"uller, Holger
M\"uller, Kamal Oudrhiri, Leah E. Phillips, Annie Pichery, Ernst M. Rasel,
Charles A. Sackett, Matteo Sbroscia, Wolfgang P. Schleich, Robert J.
Thompson, and Jason R. Williams
- Abstract要約: 宇宙空間におけるBose-Einstein condensateの同時生産について報告する。
我々は同時に原子間干渉法を宇宙で実施した最初の実験も達成した。
- 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: The capability to reach ultracold atomic temperatures in compact instruments
has recently been extended into space. Ultracold temperatures amplify quantum
effects, while free-fall allows further cooling and longer interactions time
with gravity - the final force without a quantum description. On Earth, these
devices have produced macroscopic quantum phenomena such as Bose-Einstein
condensation (BECs), superfluidity, and strongly interacting quantum gases.
Quantum sensors interfering the superposition of two ultracold atomic isotopes
have tested the Universality of Free Fall (UFF), a core tenet of Einstein's
classical gravitational theory, at the $10^{-12}$ level. In space, cooling the
elements needed to explore the rich physics of strong interactions and
preparing the multiple species required for quantum tests of the UFF has
remained elusive. Here, utilizing upgraded capabilities of the multi-user Cold
Atom Lab (CAL) instrument within the International Space Station (ISS), we
report the first simultaneous production of a dual species Bose-Einstein
condensate in space (formed from $^{87}$Rb and $^{41}$K), observation of
interspecies interactions, as well as the production of $^{39}$K ultracold
gases. We have further achieved the first space-borne demonstration of
simultaneous atom interferometry with two atomic species ($^{87}$Rb and
$^{41}$K). These results are an important step towards quantum tests of UFF in
space, and will allow scientists to investigate aspects of few-body physics,
quantum chemistry, and fundamental physics in novel regimes without the
perturbing asymmetry of gravity.
- Abstract（参考訳）: コンパクト機器で超低温の原子温度に達する能力は、最近宇宙に拡張された。
超低温は量子効果を増幅するが、自由落下は重力とのさらなる冷却と長い相互作用を可能にする。
地球上では、これらの装置はボース=アインシュタイン凝縮(BEC)、超流動性、強い相互作用を持つ量子気体のようなマクロ的な量子現象を生み出している。
2つの超低温原子同位体の重ね合わせを媒介する量子センサーは、アインシュタインの古典重力理論の核であるフリーフォール(uff)の普遍性を10^{-12}$レベルでテストした。
宇宙では、強い相互作用のリッチな物理学を探索し、UFFの量子テストに必要な複数の種を準備するために必要な要素を冷却することは、まだ解明されていない。
ここでは、国際宇宙ステーション(ISS)内のマルチユーザーコールド原子研究所(CAL)機器の高機能化を活用し、宇宙でのボース=アインシュタイン凝縮体($^{87}$Rbおよび$^{41}$K)の同時生産、種間相互作用の観察、および$^{39}$K超低温ガスの生成について報告する。
我々はさらに、2つの原子種("^{87}$rb"と"$^{41}$k")と同時原子干渉法の最初の宇宙観測を行った。
これらの結果は、宇宙におけるUFFの量子テストに向けた重要なステップであり、科学者は重力の摂動非対称性を伴わずに、新しい状態における少数体物理学、量子化学、基礎物理学の側面を研究できる。
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