INTENTAS: Interferometrie mit verschränkten Atomen im Weltraum; Teilprojekt 4: Technische Universiät Darmstadt

Abstract

Das von der Raumfahrtagentur finanzierte Verbundprojekt INTENTAS befasst sich mit der Interferometrie von verschränkten Atomen im Weltall. Solche Atomensembles ermöglichen eine Sensitivität jenseits des Standard-Quantenlimits. Dafür ist es notwendig, Verschränkung zwischen Atomen experimentell zu erzeugen und theoretisch zu beschreiben. Die sodann verschränkten Atome werden in Interferometrie-Experimenten verwendet werden können, um höhere Sensitivitäten bei gleichbleibender Atomanzahl zu erreichen. Die bisher entwickelten Technologien wurden daher dementsprechend aus den Laboraufbauten in einen kompakten und mobilen Atom-Sensor integriert. In dem Teilprojekt INTENTAS: Interferometrie mit verschränkten Atomen im Weltraum - TP 4: Technische Universität Darmstadt mit dem Förderkennzeichen DLR 50WM2177, das innerhalb des INTENTAS-Verbundprojekts an der Technischen Universität Darmstadt durchgeführt wird, wurde eine zweitquantisierte Beschreibung atom-optischer Elemente behandelt. Diese wurde gemeinsam mit der Universität Ulm erarbeitet und, in enger Abstimmung mit unseren Verbundpartnern, zur Beschreibung und Charakterisierung der von Experimenten verwendet. Zusätzlich wurden in dem Teilprojekt neue Tests von Grundlagen der Quantenmechanik basierend auf verschränkten Atomen und Uhrenübergängen entwickelt.

The collaborative INTENTAS project funded by the German Space Agency focuses on interferometry of entangled atoms in space. Such atomic ensembles enable a sensitivity beyond the standard quantum limit. This requires entanglement between atoms to be generated experimentally and described theoretically. Such entangled atoms can then be used in interferometry experiments to achieve higher sensitivities with the same number of atoms. The technologies developed so far have therefore been integrated from laboratory-scale devices into a compact and mobile atom sensor. In the sub-project INTENTAS: Interferometry with Entangled Atoms in Apace - TP 4: Technische Universiät Darmstadt with grant number DLR 50WM2177, which is being carried out within the INTENTAS collaborative project at TU Darmstadt, a second-quantized description of atom-optical elements was developed. This was achieved together with Ulm University and used to describe and characterize the experiments in close cooperation with our partners. In addition, new tests of the foundations of quantum mechanics based on entangled atoms and clock transitions were developed.