在地球轨道研究实验室中观察Bose-Einstein凝结物
量子力学控制了微观世界，其中低质量和动量揭示了自然波粒子的二元性。放大量子行为对宏观尺度是冷却和捕获原子气体技术的主要强度，其中通过极低的温度设计了低动量。该领域的进步已经实现了对原子系统的精确控制，以至于在考虑单个原子时通常可以忽略不计，已成为一个实质性的障碍。特别是，尽管较弱的捕获场将允许进入较低的温度1,2，重力排空原子陷阱，其太弱。另外，如果从捕集器释放后的原子的自由落体时间可以使基于寒冷原子的惯性传感器可以达到更好的敏感性，这可能会更长3.行星轨道，特别是永久性自由落体的条件，提升冷原子超越这种陆地限制的研究。在这里，我们报告了铷Bose-Einstein凝聚液（BECS）的生产在寒冷的原子实验室。我们观察亚诺恰尔文BEC在弱势诱捕电位，自由扩展时间超过一秒钟，提供了微匍匐环境为冷原子实验提供的优势的初步证明，并验证了该设施的成功运行。通过常规BEC生产，持续运营将支持微匍匐4,5，原子激光源6，几体物理7,8和原子波干涉测量9,10,11的Pathfinding技术独特的陷阱拓扑的长期调查12.
图4的源数据。图4中的纸张提供。在当前研究期间生成和分析的数据集可从相应的作者获得合理的请求。
1. leanhardt，A. E.等。 Bose-Einstein凝聚物的绝热和蒸发冷却低于500 picokelvin。科学301,1513-1515（2003）。
2.Ammann，H.＆amp;克里斯滕森，N。三角洲踢冷却：一种用于冷却原子的新方法。物理。 rev. lett。 78,2088-2091（1997）。
3. Safronova，M.等人。搜索原子和分子的新物理学。 rev. mod。物理。 90,025008（2018）。
4. Lundblad，N.泡泡几何体Bose-Einstein冷凝物的微匍匐动态。美国宇航局空间生活与物理科学研究与应用分部任务书（2017）; https://taskbook.nasaprs.com/tbp/tbpdf.cfm?id=11095。
5. Lundblad，N.等。微疱疹均浓缩液的壳体电位。 NPJ Microgravity 5,30（2019）。
6. Meister，M.，Roura，A.，Rasel，E. M.＆amp; Schleich，W.P。空间原子激光：微沉降中的超冷原子的各向同性源。新的J. phys。 21,013039（2019）。
7.康奈尔，E.零·少年和许多身体物理学的研究。美国宇航局空间生活与物理科学研究与应用分部任务书（2017）; https://taskbook.nasaprs.com/tbp/tbpdf.cfm?id=11096。
8. D'Incao，J.P.，Krutzik，M.，Elliott，E.＆amp;威廉姆斯，J.R.增强微核围射分子在微匍匐环境中的增强结合和解离。物理。 Rev. A 95,012701（2017）。
9. Bigelow，N.在太空中的超级原子的联盟。美国宇航局空间生活与物理科学研究和应用分部任务书（2015）; https://taskbook.nasaprs.com/tbp/tbpdf.cfm?id=10085。
10. Sackett，C.国际空间站寒冷原子实验室的原子干涉测量实验。美国宇航局空间生活与物理科学研究与应用分部任务书（2017）; https://taskbook.nasaprs.com/tbp/tbpdf.cfm?id=11097。
11. Sackett，C. A.，Lam，T.C.，Stickney，J. C.＆amp;伯克，J。H.微重力的极端绝热膨胀：寒冷原子实验室的建模。微匍匐科。技术。 30,155-163（2018年）。
12.威廉姆斯，J.原子干涉测量的基本相互作用，在微匍匐环境中具有超额量子气体。美国宇航局空间生活与物理科学研究与应用分部任务书（2017）; https://taskbook.nasaprs.com/tbp/tbpdf.cfm?id=11101。
13.国家研究委员会在追求太空探索的未来249-262（国家院校出版社，2011年）。 14. Kovachy，T.等。 物质波镜头到Picokelvin温度。 物理。 rev. lett。 114,143004（2015）。 15. Kovachy，T.等人。 半米尺级别的量子叠加。 自然528,530-533（2015）。 16.Müntinga，H.等。 具有Bose-Einstein的干涉测量凝聚物中的微蛋白。 物理。 rev. lett。 110,093602（2013）。 17. Van Zoest，T.等。 培养 - 爱因斯坦微凝块凝结。 科学328,1540-1543（2010）。 18. Kulas，S.等人。 用于未来冷原子实验的小型化实验室系统。 微匍匐科。 技术。 29,37-48（2017年）。 19. Condon，G.等人。 全光学Bose-Einstein在微匍匐中凝结。 物理。 rev. lett。 123,240402（2019）。
20. Stern，G.等人。轻脉冲原子干涉测量测量中的微痛。欧元。物理。 J. D 53,353-357（2009）。
21.巴雷特，B.等人。双面波惯性传感器失重。 NAT。安排。 7,13786（2016）。
22. Altenbuchner，L.等。 Moraba-概述DLR的移动火箭基地和项目。在proc。航天2012年。 （美国航空航天研究所，2012年）; https://doi.org/10.2514/6.2012-1272497。
23. Schkolnik，V.等人。用于探测火箭的Atom干涉测量的紧凑型鲁棒二极管激光系统。苹果。物理。 B 122,217（2016）。
25. Dinkelaker，A. N.等人。发声火箭钾波长下两个延伸腔二极管激光器的自主稳定化。苹果。选择。 56,1388-1396（2017）。
26. Becker，D。等。用于精密干涉测量的空间Bose-Einstein冷凝。自然562,391-395（2018）。
27.威廉姆斯，J.R.，Chiow，S. -w。，Yu，N.＆amp; Müller，H. Quantum测试的等价原则和时空乘坐国际空间站。新的J. phys。 18,025018（2016）。
28.阿奎利拉，D. N.等人。 使用寒冷原子干涉测量法自由落体的普遍性试验。 班级。 量子重力31,115010（2014）。 29. Kolkowitz，S.等。 具有光学晶格原子时钟的引力波检测。 物理。 Rev. d 94,124043（2016）。 30. Hogan，J. M.＆amp; Kasevich，M。A.使用外差激光链接的原子干涉热 - 波检测。 物理。 Rev. A 94,033632（2016）。 31. Hogan，J. M.等人。 低地轨道（Agis-Leo）中的原子重力波干涉传感器。 Gen.Relativ。 祖先。 43，1953-2009（2011）。 32. YU，N.＆amp; 单激光原子干涉仪的TINTO，M.引力波检测。 Gen.Relativ。 祖先。 43,1943-1952（2011）。 33.Kómár，p.等。 量子网络的时钟。 NAT。 物理。 10,582-587（2014）。 34.老人，B.等。 变色龙暗能和原子干涉测量。 物理。 Rev. D 94,044051（2016）。
35. Yu，N.，Kohel，J.M.，Kellogg，J. R.＆amp; Maleki，L.从空间中的重力测量的原子干涉仪重力梯度的发展。苹果。物理。 B 84,647-652（2006）。
36.索伦蒂诺，F.等。空间原子干涉仪项目：状态和潜在客户。 J. Phy。 Conf。 Ser。 327,012050（2011）。
37. chiow，s. -w。 ＆amp; Yu，N.使用单激光的紧凑型原子干涉仪。苹果。物理。 B 124,96（2018）。
38. Battelier，B.等人。惯性导航紧凑型冷原子传感器的研制。 Proc。 spie quant。选择。 9900,990004（2016）。
39.方，B.等人。具有原子干涉测量的计量：从实验室到现场应用的惯性传感器。 J. Phy。 Conf。 Ser。 723,012049（2016）。
40.埃利多，E. R.，Krutzik，M.C.C.，威廉姆斯，J.R，Thompson，R. J.＆amp; Aveline，D. C. NASA的寒冷原子实验室（CAL）：系统开发和地面测试状态。 NPJ Microgravity 4,16（2018）。
41. Farkas，D. M.，Salim，E. A.＆amp; Ramirez-Serrano，J.铷Bose-Einstein的生产以1 Hz速率凝结。在http://arxiv.org/abs/1403.4641v2（2014）上预印。
42. Jenkins，F. A.＆amp; Segrè，E.二次Zeeman效果。物理。 Rev. 55,52-58（1939）。
43. Chaudhary，G. K.，Chattopadhyay，A.＆amp; Ramakumar，R. Bose-Einstein在四分之一潜力中冷凝：静态和动态性质。 int。 J. Mod。物理。 B 25,3927-3940（2012）。
45.Côté，R.，Gould，P.L，Rozman，M.＆amp;史密斯，W。（EDS）精确测量。推动原子物理前沿：proc。 XXI int。 Conf。论原子物理学，47-87（世界科学，2009）。
46. Frye，K.等。 Bose-Einstein冷凝物和寒冷的原子实验室。在http://arxiv.org/abs/1912.04849（2019）的预印刷品。
我们感谢CAR管理技术团队的当前和前一位成员，K.INN，K.Clonts，J.Lam，J.Liu，C.Tran，J.Trsala，J.Trsala，T. Tran，S的Clonts 。Haque，M. Mckee，J.Rarger，J. Mota，G. Miles，D. Strekalov，I. Li，S. javidnia，A. Sengupta，A. Croyquist，E. Burt，M.Krutzik。 ，S. Kulas和V.Schkolnik和Coldquanta团队，包括E. Salim，L.Czaia，J.Ramirez-Serrano，J. Duggan和D. Anderson。我们认识到JPL的天文学，物理和太空技术总监，L. Livesay，T.Gaier，D.Coulter，C. Lawrence和U.以色列人的持续支持。我们感谢Cal的主要调查员和科学团队成员，N.Bigelow，N.Lundblad，C.Sackett，E.Cornell，P.Negels和M. Mosmonsman，以及CAR的科学审查委员会，包括B. Demarco，包括B. Demarco，以及R. Walsworth。我们还认识到NASA的太空，生活和物理科学研究和应用（SPLPSRA），C.Kundrot，D.Malarik，M. Lee，B.木匠和D. Griffin的坚定支持。这项工作由NASA的SPRASRA计划办公室提供资金，并由加州技术研究所的喷气机推进实验室负责，与美国宇航局合同。美国政府赞助得到了承认。
A，在Y-Z平面中的科学模块的说明性横截面，示出了用于激光冷却和成像的光束路径。每次接受光纤输入和直接自由空间光束进入真空室的准直器。在源电池中，椭圆束准直器产生二维（2D）MOT（未示出X轴准直器）。冷原子束（由2D MOT推束增强的通量）直到UHV科学池，其中＆gt; 10 9原子以三维MOT收集。在该区域中，标记为'mot（a）'和'mot（b）'的激光冷却梁沿Y-z平面引导，而第三准直器（未示出）发送其11毫米 - 直径的梁（虚线圆）沿x轴完成MOT。每个光束被镜子重新反射，以在原子芯片下方约15mm的完整六梁丝印，其形成UHV室的最顶壁。 CAL的初级成像梁（直径11mm）沿着芯片下方的Y轴平行于芯片表面，标记为“成像（Y）”。沿着该轴的荧光和吸收图像被收集在'CMOS（Y）'相机上。或者，沿着Z轴的通过芯片成像可以由“CMOS（Z）”相机收集，吸收成像光束由通过通过0.75mm的孔径的“成像（Z）”光线提供的吸收成像光束源小区。该孔径提供差动泵送以维持科学池中的UHV条件，而源电池在RB和K的较高压力下运行。RB和K的背景压力通过运行独立电流通过两个碱金属分配器中的每一个来控制：一个含有RB ，并且在经历糖蜜冷却之前在MOT中收集其他K.原子，并被卷线产生的磁阱限制。然后将捕获的云通过第二对线圈运输15mm，然后装入原子芯片阱。 B，没有其前蛤壳的磁屏蔽的科学模块的照片，显示了刚性地支持真空和光学硬件的机械结构，以及一些热管理组件。可以在参考文献中找到科学模块和控制硬件的更多细节。 40。
通过提交评论，您同意遵守我们的条款和社区指南。如果您发现滥用的东西或不遵守我们的条款或指南，请将其标记为不合适。
