Геометрическая фаза как основа квантовой акселерометрии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Предложена концептуальная модель перспективного квантового акселерометра на основе двухмодового атомарного конденсата Бозе–Эйнштейна. Ускорение порождает специфическую разницу геометрических фаз между модами конденсата, сдвигающую картину интерференции волн материи. Моды имеют конфигурации колец, в плоскости которых лежит вектор измеряемого ускорения. Однородность потенциалов кольцевых конфигураций нарушена дополнительными локализованными потенциаламидефектами. При надлежащем расположении и структуре дефектов в результате вариации их параметров волновые функции мод конденсата приобретают геометрические фазы, различающиеся при наличии ускорения. Вычисления, проведенные для кольцевых конфигураций конденсата атомов 87Rb радиуса 0.25mm, показывают, что предлагаемая схема способна регистрировать микрогравитацию порядка 10-6 ÷ 10-7g.

Об авторах

А. М Ростом

Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения РАН; Новосибирский государственный университет; Институт лазерной физики Сибирского отделения РАН

Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

В. А Томилин

Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения РАН; Новосибирский государственный университет; Институт лазерной физики Сибирского отделения РАН

Email: 8342tomilin@mail.ru
Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

Л. В Ильичёв

Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения РАН; Новосибирский государственный университет; Институт лазерной физики Сибирского отделения РАН

Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

Список литературы

  1. . M. van Camp, O. de Viron, H.-G. Scherneck, K.-G. Hinzen, S. D. P. Williams, T. Lecocq, Y. Quinif, and T. Camelbeeck, J. Geophys. Res. 116, B08402 (2011).
  2. 2. D. Carbone, M. P. Poland, M. Diament, and F. Greco, Earth-Sci. Rev. 169, 146 (2017).
  3. 3. D. Crossley, J. Hinderer, and U. Riccardi, Rep. Prog. Phys. 76, 046101 (2013).
  4. 4. S. Weinberg, Gravitation and Cosmology: Principles and Applications of the General Theory of Relativity, Wiley, N.Y. (1972).
  5. 5. D. Gao and M. Zhan, Phys. Rev. A 94, 013607 (2016).
  6. 6. G. Amelino-Camelia, C. L¨ammerzahl, F. Mercati, and G. M. Tino, Phys. Rev. Lett. 103, 171302 (2009).
  7. 7. A. Peters, K. Y. Chung, and S. Chu, Nature 400, 849 (1999).
  8. 8. P. Asenbaum, C. Overstreet, M. Kim, J. Curti, and M. A. Kasevich, Phys. Rev. Lett. 125, 191101 (2020).
  9. 9. S. Fray and M. Weitz, Space Sci. Rev. 148(1), 225?232 (2009).
  10. 10. T. L. Gustavson, P. Bouyer, and M. A. Kasevich, Phys. Rev. Lett. 78, 2046 (1997).
  11. 11. J. K. Stockton, K. Takase, and M. A. Kasevich, Phys. Rev. Lett. 107, 133001 (2011).
  12. 12. D. Savoie, M. Altorio, B. Fang, L. A. Sidorenkov, R. Geiger, and A. Landragin, Sci. Adv. 4, 7948 (2018).
  13. 13. I. Dutta, D. Savoie, B. Fang, B. Venon, C. L. Garrido Alzar, R. Geiger, and A. Landragin, Phys. Rev. Lett. 116, 183003 (2016).
  14. 14. C. L. Garrido Alzar, AVS Quantum Science 1, 014702 (2019).
  15. 15. G. Sagnac, C. R. Acad. Sci. 157, 708 (1913).
  16. 16. G. Sagnac, C. R. Acad. Sci. 157, 1410 (1913).
  17. 17. G. Sagnac, J. Phys. (Paris) 4, 177 (1914).
  18. 18. В. А. Томилин, Л. В. Ильичёв, ЖЭТФ 162, 307 (2022).
  19. 19. M. V. Berry, Proc. R. Soc. London, Ser. A 392, 45 (1984).
  20. 20. E. U. Condon, Phys. Rev. 31, 891 (1928).
  21. 21. G. P. Cook and C. S. Zaidins, Am. J. Phys 54, 259 (1986).
  22. 22. В.А. Томилин, Л.В. Ильичёв, Письма в ЖЭТФ 119, 381 (2024).
  23. 23. L. L. S´anchez-Soto and D. Monz´on, J. Carinena, Phys. Rep. 513, 191 (2012).
  24. 24. Н. В. Мак-Лахлан, Теория и приложения функций Матье, Издательство иностранной литературы, М. (1953).
  25. 25. C. W. Helstrom, Quantum Detection and Estimation Theory, Academic, N.Y. (1976).
  26. 26. S. L. Braunstein and C. M. Caves, Phys. Rev. Lett. 72, 3439 (1994).
  27. 27. U. Dorner, R. Demkowicz-Dobrzanski, B. J. Smith, J. S. Lundeen, W. Wasilewski, K. Banaszek, and I. A. Walmsley, Phys. Rev. Lett. 102, 040403 (2009).
  28. 28. A. Fujiwara, Phys. Rev. A 63, 042304 (2001).
  29. 29. S. Abend, B. Allard, A. S. Arnold et al. (Collaboration), AVS Quantum Science 5, 019201 (2023).
  30. 30. T. van Zoest, N. Gaaloul, Y. Singh et al. (Collaboration), Science 328, 1540 (2010).
  31. 31. D. Becker, M. D. Lachmann, S. T. Seidel et al. (Collaboration), Nature 562, 391 (2018).
  32. 32. J. R. Williams, C. A. Sackett, H. Ahlers et al. (Collaboration), Nat. Commun. 15, 6414 (2024).
  33. 33. S. Dimopoulos, P. W. Graham, J. M. Hogan, and M. A. Kasevich, Phys. Rev. Lett. 98, 111102 (2007).
  34. 34. H. Mu¨ller, S. Chiow, S. Herrmann, S. Chu, and K.-Y. Chung, Phys. Rev. Lett. 100, 031101 (2008).
  35. 35. R. Geiger, V. M´enoret, G. Stern, N. Zahzam, P. Cheinet, B. Battelier, A. Villing, F. Moron, M. Lours, Y. Bidel, A. Bresson, A. Landragin, and P. Bouyer, Nat. Commun. 2, 474 (2011).
  36. 36. B. Barrett, L. Antoni-Micollier, L. Chichet, B. Battelier, T. L´ev`eque, A. Landragin, and P. Bouyer, Nat. Commun. 7, 13786 (2016).
  37. 37. H. Mu¨ntinga, H. Ahlers, M. Krutzik et al. (Collaboration), Phys. Rev. Lett. 110, 093602 (2013).
  38. 38. P. Schach, A. Friedrich, J. R. Williams, W. P. Schleich, and E. Giese, EPJ Quantum. Technol. 9, 20 (2022).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024