論文の概要: Mach-Zehnder atom interferometry with non-interacting trapped Bose Einstein condensates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.17391v1
- Date: Thu, 24 Apr 2025 09:18:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-02 19:15:53.311992
- Title: Mach-Zehnder atom interferometry with non-interacting trapped Bose Einstein condensates
- Title（参考訳）: 非相互作用型ボース・アインシュタイン凝縮体を用いたマッハ・ツェンダー原子干渉法
- Authors: Tommaso Petrucciani, Andrea Santoni, Chiara Mazzinghi, Dimitrios Trypogeorgos, Francesco S. Cataliotti, Massimo Inguscio, Giovanni Modugno, Augusto Smerzi, Luca Pezzé, Marco Fattori,
- Abstract要約: 量子波のコヒーレントな操作は 量子センシングのコアです
BECはコヒーレント物質波の原型であるが、閉じ込められた空間モード間の操作は強い粒子間衝突によって制限されている。
我々は、複数のマッハ・ツェンダー干渉計を並列に動作させ、差分解析により共有モード電位不安定を解消し、トラップ原子勾配計を実証した。
- 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 coherent manipulation of a quantum wave is at the core of quantum sensing. For instance, atom interferometers require linear splitting and recombination processes to map the accumulated phase shift into a measurable population signal. Although Bose Einstein condensates (BECs) are the archetype of coherent matter waves, their manipulation between trapped spatial modes has been limited by the strong interparticle collisions. Here, we overcome this problem by using BECs with tunable interaction trapped in an innovative array of double-well potentials and exploiting quantum tunneling to realize linear beam splitting. We operate several Mach-Zehnder interferometers in parallel, canceling common-mode potential instabilities by a differential analysis, thus demonstrating a trapped-atom gradiometer. Furthermore, by applying a spin-echo protocol, we suppress additional decoherence sources and approach unprecedented coherence times of one second. Our interferometer will find applications in precision measurements of forces with a high spatial resolution and in linear manipulation of quantum entangled states for sensing with sub shot-noise sensitivity.
- Abstract（参考訳）: 量子波のコヒーレントな操作は、量子センシングのコアである。
例えば、原子干渉計は蓄積した位相シフトを測定可能な集団信号にマッピングするために線形分割と再結合のプロセスを必要とする。
ボース・アインシュタイン凝縮体(英語版)(BEC)はコヒーレント物質波の原型であるが、閉じ込められた空間モード間の操作は強い粒子間衝突によって制限されている。
ここでは、2重井戸ポテンシャルの革新的な配列に閉じ込められた調整可能な相互作用を持つBECを用いて、線形ビーム分割を実現するために量子トンネルを利用することにより、この問題を克服する。
我々は、複数のマッハ・ツェンダー干渉計を並列に動作させ、差分解析により共有モード電位不安定を解消し、トラップ原子勾配計を実証した。
さらに,スピンエコプロトコルを適用することで,余分なデコヒーレンスソースを抑え,前例のない1秒のコヒーレンス時間にアプローチする。
我々の干渉計は、空間分解能の高い力の精密測定や、サブショットノイズ感度による検出のための量子絡み合った状態の線形操作に応用する。
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