Improving the sensitivity grating-echo atom interferometers for measurements of gravity
Notice bibliographique
Résumé
Precision measurements of gravitational acceleration g have far reaching applications in navigation and sensing as well as for tests of general relativity. Grating-echo atom interferometers (AIs) utilize simple setups and distinctive excitation schemes that involve a single excitation laser, and do not require velocity selection. They have demonstrated measurements of gravity precise to 75 parts per billion (ppb) by dropping laser-cooled atomic samples through ~ 1 cm. Here we describe progress toward realizing a cold atom gravimeter using an echo AI designed for drop heights of ~30 cm. The experimental technique involves illuminating the falling sample of laser-cooled rubidium atoms with two standing wave (sw) pulses separated by time t = T. The sw pulses are composed of two traveling-wave components, each having a wave vector of magnitude k = 2π/λ. Momentum state interference produces one-dimensional density gratings with a period λ/2 immediately after each excitation pulse. These gratings dephase due to the velocity distribution of the sample along the sw axis. The AI uses an echo technique to cancel the effect of velocity dephasing and observe a rephased density grating in the vicinity of the echo time τ = 2Τ. The grating contrast and phase are measured by coherently backscattering a traveling wave readout pulse from the sample. The grating phase, measured with respect to a vibrationally stabilized inertial reference frame, scales as 2kgΤ2. A drawback of echo AIs is the signal-to-noise ratio, which is limited by the contrast of the grating and systematic effects due the refractive index of the sample. Here, we review improvements to the experimental design and investigate methods of improving the signal-to-noise ratio by optimizing the atom-field coupling. We describe progress toward realizing our goals of increasing the grating contrast and the backscattered signal. The improved contrast is expected to allow the experiment to be carried out at a lower density to reduce corrections due to the refractive index. We discuss a variety of excitation schemes for achieving a target precision of a few ppb.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».