Sternke, Tammo (2018) An ultracold high-flux source for matter-wave interferometry in microgravity. PhD, Universität Oldenburg.


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Light-pulse atom interferometry has a wide range of applications, for example in the fields of gravimetry, gradiometry and inertial sensing. The experiment described in this work can create Bose-Einstein condensates of almost 105 Rb atoms at a repetition rate exceeding 1Hz. The setup is also mobile, which is important for practical applications as well as for space-based experiments. Any precision measurement using atom interferometry has demanding requirements regarding the magnetic field environment, the control over the position and the velocity of the atomic ensemble as well as its velocity spread. All these points are systematically and thoroughly investigated. An ultrasmall velocity spread of 140μm/s equivalent to a kinetic temperature of 70pK is experimentally realized. This collimation in 3D was possible by the combination of a quadrupole mode collective excitation of the Bose-Einstein condensate within the release trap and an axially symmetric magnetic lens.

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Eine ultrakalte Quelle hohen Flusses für Materiewelleninterferometrie unter Schwerelosigkeit

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Lichtpuls-Atominterferometrie findet in vielen Bereichen Anwendung, z.B. in der Gravimetrie, der Gradiometrie oder in der Messung von Rotationen. Das in dieser Arbeit beschriebene Experiment kann Bose-Einstein Kondensate mit annähernd 105 Rb Atomen bei einer Repetitionsrate von über 1Hz erzeugen. Darüber hinaus ist der Aufbau mobil, was für praktische Anwendungen und Experimente im Weltall wichtig ist. Jede Präzisionsmessung mittels Atominterferometrie stellt hohe Anforderungen an die magnetische Feldumgebung, die Kontrolle über Position und Geschwindigkeit des atomaren Ensembles sowie dessen Geschwindigkeitsstreuung. Diese Punkte werden systematisch und gründlich untersucht. Es werden Geschwindigkeitsstreuungen von 140μm/s entsprechend einer kinetischen Temperatur von nur 70pK experimentell realisiert. Diese Kollimation in 3D war durch das Zusammenspiel einer Quadrupolmode des Bose-Einstein Kondensats in der Auskoppelfalle zusammen mit einer axialsymmetrischen magnetischen Linse möglich.

Item Type: Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords: Bose-Einstein-Kondensation, Magnetische Linse, Quadrupol, Ultrakaltes Atom, Atominterferometrie
Subjects: Science and mathematics > Physics
Divisions: Faculty of Mathematics and Science > Institute of Physics (IfP)
Date Deposited: 29 Mar 2018 11:52
Last Modified: 05 Apr 2018 08:51
URN: urn:nbn:de:gbv:715-oops-36571

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