論文の概要: Creating nearly Heisenberg-limited matter-waves exploiting tunable interactions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.06766v2
• Date: Tue, 25 Jul 2023 14:55:33 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-26 20:22:37.479498
• Title: Creating nearly Heisenberg-limited matter-waves exploiting tunable interactions
• Title（参考訳）: チューナブル相互作用を利用したほぼハイゼンベルク制限物質波の作成
• Authors: Alexander Herbst, Timoth\'e Estrampes, Henning Albers, Vera Vollenkemper, Knut Stolzenberg, Sebastian Bode, Eric Charron, Ernst M. Rasel, Naceur Gaaloul and Dennis Schlippert
• Abstract要約: ハイゼンベルクの不確実性原理は、位置と運動量における最小の組合せの不確実性を持つ物質波の存在を示唆している。 ここでは,ハイゼンベルク限界付近で自由膨張速度を持つ超低温原子の高流動源について,トラップからの放出によって直接報告する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 47.187609203210705
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Heisenberg's uncertainty principle suggests the existence of matter waves with minimal combined uncertainty in position and momentum. This limit is challenging to obtain with large ensembles of interacting particles. Here we report on a high-flux source of ultra-cold atoms with free expansion rates near the Heisenberg limit directly upon release from the trap. Our results are achieved through dynamic tuning of the atomic scattering length across two orders of magnitude interaction strength via magnetic Feshbach resonances. We model the interaction energy of the ensembles with a scaling approach based on the Thomas-Fermi approximation in the strong interaction regime and a variational approach based on a Gaussian atomic density approximation in the weak interaction regime, observing the transition between both experimentally. Paired with matter-wave lensing techniques, our method is expected to produce quantum degenerate atoms with interaction energies in the femtokelvin range, paving the way for precision tests of quantum mechanics on unexplored energy scales.
• Abstract（参考訳）: ハイゼンベルクの不確実性原理は、位置と運動量における不確実性が最小となる物質波の存在を示唆している。 この極限は相互作用する粒子の大きなアンサンブルで得られる。 ここでは,ハイゼンベルク限界付近で自由膨張速度を持つ超低温原子の高流動源について報告する。 この結果は磁気フェシュバッハ共鳴による原子散乱長の2次相互作用強度の動的チューニングによって達成される。 強相互作用レジームにおけるトーマス・フェルミ近似と弱い相互作用レジームにおけるガウス原子密度近似に基づく変分的アプローチに基づき,アンサンブルの相互作用エネルギーをスケーリングアプローチでモデル化し,両者の遷移を実験的に観察する。 物質波レンズ技術と組み合わせることで、フェムトケルビン範囲の相互作用エネルギーを持つ量子縮退原子を生成することが期待され、未探索エネルギースケールでの量子力学の精密試験への道を開く。

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