Radio-frequency adiabatic potentials for guided atom-clock interferometry

Abstract

Η συμβολομετρία παγιδευμένων και οδηγούμενων υλικών κυμάτων είναι ένας τομέας που προβλέπεται να επιφέρει μεγάλη πρόοδο στην ευαισθησία μετρήσεων όπως της βαρύτητας ή της περιστροφής. Σε αυτή τη διατριβή μελετάται η χρήση ενός συμβολομέτρου Sagnac παγιδευμένων ατόμων, αντίστοιχου αυτού που χρησιμοποιείται σε ατομικά ρολόγια. Το συμβολόμετρο βασίζεται στον ανεξάρτητο χειρισμό δύο διαφορετικών καταστάσεων υπέρλεπτης υφης του ατόμου του ρουβιδίου (Rb87) σε κυματοδηγό υλικών κυμάτων που δεν διαταράσσει την κβαντική συμφωνία των καταστάσεων. Στην εργασία αυτή παρουσιάζω τη μεταφορά ενός RF-ντυμένου Συμπυκνώματος Bose Einstein (BEC) σε ένα κυκλικό κυματοδηγό που δημιουργείται από Χρονικά Μεσοσταθμισμένο Αδιαβατικό Δυναμικό (Time Averaged Adiabatic Potential - TAAP), καθώς και τη μεταφορά επιλεγμένων καταστάσεων του ατομικού νέφους σε μια τέτοια παγίδα. Τέτοιοι διαχωριστές ατομικών νεφών σε ένα ατομικό συμβολόμετρο τύπου ρολογιού, είναι πολυφωτονικές μεταβάσεις που πραγματοποιούνται με μικροκυματική ακτινοβολία μεταξύ RF-ντυμένων ατομικών καταστάσεων. Στη διατριβή αυτή μελετώνται τέτοιου είδους μεταβάσεις σε δύο είδη παγίδων. Πρώτον, σε ένα οπτικό διπολικό δυναμικό διασταυρούμενων δεσμών διερευνάται το μικροκυματικό φάσμα των RF-ντυμένων ατομικών καταστάσεων καθώς και οι πηγές που διαταράσσουν τη συμφωνία στη μετάβαση που χρησιμοποιείται σε ατομικά ρολόγια. Δεύτερον, η μελέτη επεκτείνεται σε μαγνητικά αδιαβατικά δυναμικά παγίδευσης ατόμων. Σε αυτή την περίπτωση, προτείνεται και αξιολογείται ένα πρωτότυπο διχρωματικό RF-ντυμένο δυναμικό, με το οποίο το εύρος της γραμμής μετάβασης ρολογιού μπορεί να μειωθεί κατά μία τάξη μεγέθους, πετυχαίνοντας χρόνους συμφωνίας τ~20ms.