論文の概要: Finite-Speed-of-Light Effects in Atom Interferometry: Diffraction Mechanisms and Resonance Conditions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.02728v1
• Date: Mon, 05 May 2025 15:28:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-06 18:49:35.726613
• Title: Finite-Speed-of-Light Effects in Atom Interferometry: Diffraction Mechanisms and Resonance Conditions
• Title（参考訳）: 原子干渉計における有限光速効果:回折機構と共鳴条件
• Authors: Christian Niehof, Daniel Derr, Enno Giese,
• Abstract要約: 我々は原子干渉計における有限速光効果の理論を開発する。 解析の結果,その大きさは回折機構と特定の干渉計形状に大きく依存していることが判明した。
• 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: Light-pulse atom interferometers serve as tools for high-precision metrology and are targeting measurements of relativistic effects. This development is facilitated by extended interrogation times and large-momentum-transfer techniques generating quantum superpositions of both interferometer arms on large distances. Due to the finite speed of light, diffracting light pulses cannot interact simultaneously with both arms, inducing phase perturbations that compromise the accuracy of the sensor -- an effect that becomes progressively important as spatial separations increase. For a consistent framework, we develop a theory for finite-speed-of-light effects in atom interferometers alongside with other relativistic effects such as the mass defect. Our analysis shows that their magnitude depends crucially on the diffraction mechanism and the specific interferometer geometry. We demonstrate that the velocity of the atomic cloud at the mirror pulse of a Mach-Zehnder interferometer is less critical than the precise tuning of the lasers for resonant diffraction. Finally, we propose an experiment to test our predictions based on recoilless transitions and discuss mitigation strategies to reduce the bias in gravimetric applications.
• Abstract（参考訳）: 光パルス原子干渉計は高精度気象学の道具であり、相対論的効果の測定を目標としている。 この発展は、遠距離で両方の干渉計アームの量子重ね合わせを生成する、長い尋問時間と大きなモーメント・トランスファー技術によって促進される。 光の有限速度のため、回折光パルスは両腕と同時に相互作用することができないため、センサーの精度を損なう位相摂動を誘導する。 一貫した枠組みでは、質量欠陥のような他の相対論的効果とともに原子干渉計における有限速効果の理論を開発する。 解析の結果,その大きさは回折機構と特定の干渉計形状に大きく依存していることが判明した。 我々は,Mach-Zehnder干渉計のミラーパルスにおける原子雲の速度が,共振回折のためのレーザの正確なチューニングよりも重要でないことを示した。 最後に、リコイルレス遷移に基づく予測実験を行い、重力波アプリケーションにおけるバイアスを低減するための緩和戦略について議論する。

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