克服原子干涉仪中因重力梯度导致的对比度损失
原子物理
2015-07-13 v2 广义相对论与量子宇宙学
量子物理
摘要
长时原子干涉仪对于各种基本物理性质的高精度测量至关重要,包括等效原理的检验。由于旋转和重力梯度的存在,表征干涉仪两个分支波包运动的经典轨迹在相空间中无法闭合,这种效应随干涉时间的增加而显著增强。在此类开放干涉仪中,干涉波包之间的相对位移会导致每个出口端口的密度分布中出现条纹图案,并导致积分粒子数随相移振荡的对比度损失。我们特别关注重力梯度,提出了一种简单的缓解策略,涉及对激光脉冲时序进行微小调整,该策略非常易于实施。我们引入并采用了一种无表象依赖的原子干涉仪态演化描述方法,用于分析一般情况下的对比度损失及缓解策略。(作为副产品,我们还提供了光脉冲原子干涉仪中相移的极其紧凑的推导。)此外,我们获得了(纯态和混合态)高斯态的精确结果,这些结果允许根据相空间中 Wigner 函数的排列进行简单解释。还在含时 Thomas-Fermi 近似下获得了膨胀玻色 - 爱因斯坦凝聚体的解析结果。最后,我们还考虑了针对旋转和非共线重力梯度的组合策略。
引用
@article{arxiv.1401.7699,
title = {Overcoming loss of contrast in atom interferometry due to gravity gradients},
author = {Albert Roura and Wolfgang Zeller and Wolfgang P. Schleich},
journal= {arXiv preprint arXiv:1401.7699},
year = {2015}
}
备注
14+7 pages including appendices, 9 figures; v2 minor changes, matches published version