Geometricheskaya faza kak osnova kvantovoy akselerometrii

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

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.

About the authors

A. M Rostom

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

Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

V. A Tomilin

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

L. V Il'ichev

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

Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

References

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

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Российская академия наук