論文の概要: Atom interferometer as a freely falling clock for time-dilation measurements

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.11065v1
• Date: Fri, 16 Feb 2024 20:38:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-20 23:35:48.502858
• Title: Atom interferometer as a freely falling clock for time-dilation measurements
• Title（参考訳）: 時間拡大測定のための自由落下時計としての原子干渉計
• Authors: Albert Roura
• Abstract要約: 単一光子遷移に基づく光パルス原子干渉計は、中周波帯における重力波検出に有望なツールである。 本稿では、相対論的時間差効果を直接測定する自由落下時計としての使用を可能にする新しい計測手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.14188748936919127
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Light-pulse atom interferometers based on single-photon transitions are a promising tool for gravitational-wave detection in the mid-frequency band and the search for ultralight dark-matter fields. Here we present a novel measurement scheme that enables their use as freely falling clocks directly measuring relativistic time-dilation effects. The proposal is particularly timely because it can be implemented with no additional requirements in Fermilab's MAGIS-100 experiment or even in the 10-m prototypes that are expected to start operating very soon. This will allow the unprecedented measurement of gravitational time dilation in a local experiment with freely falling atoms, which is out of reach even for the best atomic-fountain clocks based on microwave transitions. The results are supported by a comprehensive treatment of relativistic effects in this kind of interferometers as well as a detailed analysis of the main systematic effects. Furthermore, the theoretical methods developed here constitute a valuable tool for modelling light-pulse atom interferometers based on single-photon transitions in general.
• Abstract（参考訳）: 単一光子遷移に基づく光パルス原子干渉計は、中周波帯での重力波検出と超薄暗質物質の探索に有望なツールである。 本稿では,相対論的時間拡張効果を直接測定する自由落下時計としての利用を可能にする新しい計測手法を提案する。 この提案は、FermilabのMAGIS-100実験や、すぐに運用を開始する予定の10m試作機にも追加の要件なしで実装できるため、特にタイムリーである。 これにより、マイクロ波遷移に基づく最高の原子源時計でさえも到達できない自由落下する原子による局所的な実験において、前例のない重力時間拡張の測定が可能となる。 この結果は、この種の干渉計における相対論的効果の包括的治療と、主な系統的効果の詳細な分析によって裏付けられる。 さらに, この理論手法は, 単一光子遷移に基づく光パルス原子干渉計のモデリングに有用である。

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