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Collective-Mode Enhanced Matter-Wave Optics.
Deppner, Christian; Herr, Waldemar; Cornelius, Merle; Stromberger, Peter; Sternke, Tammo; Grzeschik, Christoph; Grote, Alexander; Rudolph, Jan; Herrmann, Sven; Krutzik, Markus; Wenzlawski, André; Corgier, Robin; Charron, Eric; Guéry-Odelin, David; Gaaloul, Naceur; Lämmerzahl, Claus; Peters, Achim; Windpassinger, Patrick; Rasel, Ernst M.
Affiliation
  • Deppner C; Institut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, D-30167 Hannover, Germany.
  • Herr W; Institut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, D-30167 Hannover, Germany.
  • Cornelius M; Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Satellitengeodäsie und Inertialsensorik, c/o Leibniz Universität Hannover, DLR-SI, Callinstraße 36, D-30167 Hannover, Germany.
  • Stromberger P; ZARM, Universität Bremen, Am Fallturm 2, D-28359 Bremen, Germany.
  • Sternke T; Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Staudingerweg 7, D-55128 Mainz, Germany.
  • Grzeschik C; ZARM, Universität Bremen, Am Fallturm 2, D-28359 Bremen, Germany.
  • Grote A; Institut für Physik, Humboldt-Universität zu Berlin, Newtonstraße 15, D-12489 Berlin, Germany.
  • Rudolph J; Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Staudingerweg 7, D-55128 Mainz, Germany.
  • Herrmann S; Institut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, D-30167 Hannover, Germany.
  • Krutzik M; ZARM, Universität Bremen, Am Fallturm 2, D-28359 Bremen, Germany.
  • Wenzlawski A; Institut für Physik, Humboldt-Universität zu Berlin, Newtonstraße 15, D-12489 Berlin, Germany.
  • Corgier R; Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Staudingerweg 7, D-55128 Mainz, Germany.
  • Charron E; Institut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, D-30167 Hannover, Germany.
  • Guéry-Odelin D; Université Paris-Saclay, CNRS, Institut des Sciences Moléculaires d'Orsay, F-91405 Orsay, France.
  • Gaaloul N; Université Paris-Saclay, CNRS, Institut des Sciences Moléculaires d'Orsay, F-91405 Orsay, France.
  • Lämmerzahl C; Laboratoire de Collisions Agrégats Réactivité, CNRS, IRSAMC, Université de Toulouse, 118 Route de Narbonne, F-31062 Toulouse, France.
  • Peters A; Institut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover, Welfengarten 1, D-30167 Hannover, Germany.
  • Windpassinger P; ZARM, Universität Bremen, Am Fallturm 2, D-28359 Bremen, Germany.
  • Rasel EM; Institut für Physik, Humboldt-Universität zu Berlin, Newtonstraße 15, D-12489 Berlin, Germany.
Phys Rev Lett ; 127(10): 100401, 2021 Sep 03.
Article de En | MEDLINE | ID: mdl-34533345
ABSTRACT
In contrast to light, matter-wave optics of quantum gases deals with interactions even in free space and for ensembles comprising millions of atoms. We exploit these interactions in a quantum degenerate gas as an adjustable lens for coherent atom optics. By combining an interaction-driven quadrupole-mode excitation of a Bose-Einstein condensate (BEC) with a magnetic lens, we form a time-domain matter-wave lens system. The focus is tuned by the strength of the lensing potential and the oscillatory phase of the quadrupole mode. By placing the focus at infinity, we lower the total internal kinetic energy of a BEC comprising 101(37) thousand atoms in three dimensions to 3/2 k_{B}·38_{-7}^{+6} pK. Our method paves the way for free-fall experiments lasting ten or more seconds as envisioned for tests of fundamental physics and high-precision BEC interferometry, as well as opens up a new kinetic energy regime.

Texte intégral: 1 Collection: 01-internacional Base de données: MEDLINE Langue: En Journal: Phys Rev Lett Année: 2021 Type de document: Article Pays d'affiliation: Allemagne

Texte intégral: 1 Collection: 01-internacional Base de données: MEDLINE Langue: En Journal: Phys Rev Lett Année: 2021 Type de document: Article Pays d'affiliation: Allemagne
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