論文の概要: Advances in Atom Interferometry and their Impacts on the Performance of Quantum Accelerometers On-board Future Satellite Gravity Missions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.10471v1
• Date: Tue, 16 Apr 2024 11:15:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-17 17:03:46.253265
• Title: Advances in Atom Interferometry and their Impacts on the Performance of Quantum Accelerometers On-board Future Satellite Gravity Missions
• Title（参考訳）: 原子干渉計の進歩と将来の衛星重力ミッションにおける量子加速度計の性能への影響
• Authors: Alireza HosseiniArania, Manuel Schilling, Quentin Beaufils, Annike Knabe, Benjamin Tennstedt, Alexey Kupriyanov, Steffen Schön, Franck Pereira dos Santos, Jürgen Müller,
• Abstract要約: 冷間原子干渉計の最近の進歩は、量子慣性センサーの空間応用への道を切り開いている。 マッハ・ツェンダー型冷原子加速度計のための包括的軌道モデルを開発した。
• 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: Recent advances in cold atom interferometry have cleared the path for space applications of quantum inertial sensors, whose level of stability is expected to increase dramatically with the longer interrogation times accessible in space. In this study, a comprehensive in-orbit model is developed for a Mach-Zehnder-type cold-atom accelerometer. Performance tests are realized under different assumptions, and the impact of various sources of errors on instrument stability is evaluated. Current and future advances for space-based atom interferometry are discussed, and their impact on the performance of quantum sensors on-board satellite gravity missions is investigated in three different scenarios: state-of-the-art scenario, near-future (between the next 5 and 10 years) and far-future scenarios (between the next 10 to 20 years). We show that one can achieve a sensitivity level close to 5E-10 with the current state-of-the-art technology. We also estimate that in the near and far-future, atom interferometry in space is expected to achieve sensitivity levels of 1E-11 and 1E-12, respectively. A roadmap for improvements in atom interferometry is provided that would maximize the performance of future CAI accelerometers, considering their technical capabilities. Finally, the possibility and challenges of having ultra-sensitive atom interferometry in space for future space missions are discussed.
• Abstract（参考訳）: 低温原子干渉計の最近の進歩は、量子慣性センサーの宇宙応用への道を切り開いている。 本研究では,マッハ・ツェンダー型冷原子加速度計のための包括的軌道内モデルを開発した。 異なる仮定で性能試験を行い、様々な誤差源が機器の安定性に与える影響を評価する。 宇宙ベースの原子干渉計の現在と将来の進歩について論じ、衛星重力ミッションにおける量子センサーの性能への影響を、最先端のシナリオ、近未来(今後5～10年)、遠未来シナリオ(今後10～20年)の3つの異なるシナリオで調査した。 我々は,現在の最先端技術を用いて,5E-10に近い感度レベルを達成できることを実証した。 また、近未来と遠未来において、宇宙における原子干渉計は、それぞれ1E-11と1E-12の感度レベルを達成することが期待されている。 将来のCAI加速度計の性能を最大化する原子干渉計の改良のためのロードマップが提供される。 最後に、将来の宇宙ミッションにおける宇宙での超感度原子干渉法の可能性と課題について論じる。

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