論文の概要: Clock Transitions Versus Bragg Diffraction in Atom-interferometric Dark-matter Detection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.09538v2
• Date: Wed, 20 Dec 2023 12:30:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-21 21:49:00.571384
• Title: Clock Transitions Versus Bragg Diffraction in Atom-interferometric Dark-matter Detection
• Title（参考訳）: 原子干渉型ダークマター検出におけるクロック遷移とブラッグ回折
• Authors: Daniel Derr and Enno Giese
• Abstract要約: ダークマターが内部原子構造および原子の運動に与える影響について検討する。 原子遷移周波数はダークマターへの関連する状態の平均結合と微分結合に依存することを示す。 ブラッグ回折のような状態保存回折機構によって生成されたセンサーでは、平均結合は原子の運動のみを支配的な寄与として調節する。
• 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: Atom interferometers with long baselines are envisioned to complement the ongoing search for dark matter. They rely on atomic manipulation based on internal (clock) transitions or state-preserving atomic diffraction. Principally, dark matter can act on the internal as well as the external degrees of freedom to both of which atom interferometers are susceptible. We therefore study in this contribution the effects of dark matter on the internal atomic structure and the atoms' motion. In particular, we show that the atomic transition frequency depends on the mean coupling and the differential coupling of the involved states to dark matter, scaling with the unperturbed atomic transition frequency and the Compton frequency, respectively. The differential coupling is only of relevance when internal states change, which makes detectors, e.g., based on single-photon transitions sensitive to both coupling parameters. For sensors generated by state-preserving diffraction mechanisms like Bragg diffraction, the mean coupling modifies only the motion of the atom as the dominant contribution. Finally, we compare both effects observed in terrestrial dark-matter detectors.
• Abstract（参考訳）: 長いベースラインを持つ原子干渉計は、ダークマターの探索を補完すると考えられている。 これらは内部(クロック)遷移や状態保存原子回折に基づく原子操作に依存している。 主に、ダークマターは内部だけでなく、原子干渉計の両方が影響を受けやすい外部の自由度にも作用することができる。 そこで我々は,暗黒物質が内部原子構造と原子の動きに及ぼす影響について考察した。 特に, 原子遷移周波数は, 関連する状態とダークマターとの平均結合と差分結合に依存し, 摂動しない原子遷移周波数とコンプトン周波数とをそれぞれスケーリングすることを示した。 微分結合は、内部状態が変化したときのみ関連し、例えば、両方の結合パラメータに敏感な単光子遷移に基づく検出器となる。 ブラッグ回折のような状態保存回折機構によって生成されるセンサでは、平均結合は原子の運動のみを支配的な寄与として修飾する。 最後に、地上の暗黒物質検出器で観測された両方の効果を比較した。

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