Forschungsbereich A entwickelt neue Quantensensoren für die Anwendung in der Geodäsie, insbesondere Atomuhren und atomare Schwerkraftsensoren. Diese Entwicklungen umfassen sowohl kompakte, mobile Geräte wie auch große stationäre Geräte.
Großgeräte wie eine neue 10-m-Atomfontäne VLBAI (Very Large Baseline Atom Interferometry) ermöglichen experimentelle Gravimetrie mit extremer Präzision. Transportable Geräte können für die Beobachtung von zeitlichen Schwere- und Massenänderungen in regionalen Kampagnen eingesetzt werden. Für den Feldeinsatz müssen die Atom-Gravimeter aber noch erheblich verkleinert werden. Dazu werden die Teilprojekte chipgroße Atomgravimeter mit Bose-Einstein-Kondensaten als Atomquelle entwickeln.
Der zweite Schwerpunkt des Forschungsbereichs A liegt im Betrieb und der Weiterentwicklung von optischen Uhren, die über Glasfaserverbindungen zu Netzwerken verbunden sind. Die Messung der relativistischen Gravitationsrotverschiebung durch optische Uhren eröffnet völlig neue Möglichkeiten mit einer Höhenauflösung jenseits klassischer geodätischer Techniken.
Projekte in Forschungsbereich A
Leiter Forschungsbereich A
Prof. Dr. Ernst Rasel
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Prof. Dr. Ernst Rasel
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Publikationen Forschungsbereich A
Heine H, Arnold AS, Le Gonidec M, Griffin PF, Riis E, Herr W et al. A compact high-flux grating chip cold atom source. New Journal of Physics. 2025 Mär 14;27(3):033019. doi: 10.1088/1367-2630/adbc14
Stolzenberg K, Struckmann C, Bode S, Li R, Herbst A, Vollenkemper V et al. Multi-Axis Inertial Sensing with 2D Matter-Wave Arrays. Physical Review Letters. 2025 Apr 9;134(14):143601. doi: 10.1103/PhysRevLett.134.143601, 10.48550/arXiv.2403.08762
Abend S, Allard B, Arnold AS, Ban T, Barry L, Battelier B et al. Technology roadmap for cold-atoms based quantum inertial sensor in space. AVS Quantum Science. 2023 Mär;5(1):019201. Epub 2023 Mär 20. doi: 10.1116/5.0098119
Lezeik A, Tell D, Zipfel K, Gupta V, Wodey É, Rasel E et al. Understanding the gravitational and magnetic environment of a very long baseline atom interferometer. in Lehnert R, Hrsg., Proceedings of the 9th Meeting on CPT and Lorentz Symmetry, CPT 2022: Proceedings of the Ninth Meeting on CPT and Lorentz Symmetry. World Scientific. 2023. S. 64-68. (Proceedings of the 9th Meeting on CPT and Lorentz Symmetry, CPT 2022). Epub 2022 Sep 19. doi: 10.48550/arXiv.2209.08886, 10.1142/9789811275388_0014
Albers H, Corgier R, Herbst A, Rajagopalan A, Schubert C, Vogt C et al. All-optical matter-wave lens using time-averaged potentials. Communications Physics. 2022 Mär 16;5(1):60. doi: 10.48550/arXiv.2109.08608, 10.1038/s42005-022-00825-2
Belenchia A, Carlesso M, Bayraktar Ö, Dequal D, Derkach I, Gasbarri G et al. Quantum physics in space. Physics reports. 2022 Mär 11;951:1-70. Epub 2022 Jan 6. doi: 10.1016/j.physrep.2021.11.004
Bondza S, Lisdat C, Kroker S, Leopold T. Two-Color Grating Magneto-Optical Trap for Narrow-Line Laser Cooling. Physical review applied. 2022 Apr 1;17(4):044002. doi: 10.1103/physrevapplied.17.044002
Herbers S, Häfner S, Dörscher S, Lücke T, Sterr U, Lisdat C. Transportable clock laser system with an instability of 1.6 × 10-16. Optics letters. 2022 Okt 15;47(20):5441-5444. doi: 10.1364/OL.470984
Schioppo M, Kronjäger J, Silva A, Ilieva R, Paterson JW, Baynham CFA et al. Comparing ultrastable lasers at 7 × 10−17 fractional frequency instability through a 2220 km optical fibre network. Nature Communications. 2022 Jan 11;13(1):212. doi: 10.1038/s41467-021-27884-3
Lisdat C, Dörscher S, Nosske I, Sterr U. Blackbody radiation shift in strontium lattice clocks revisited. Physical Review Research. 2021 Dez 9;3(4):L042036. doi: 10.1103/physrevresearch.3.l042036
Pelzer L, Dietze K, Kramer J, Dawel F, Krinner L, Spethmann N et al. Tailored optical clock transition in 40Ca+. Measurement: Sensors. 2021 Dez;18:100326. Epub 2021 Sep 30. doi: 10.1016/j.measen.2021.100326
Schubert C, Abend S, Gersemann M, Gebbe M, Schlippert D, Berg P et al. Multi-loop atomic Sagnac interferometry. Scientific Reports. 2021 Dez;11(1):16121. Epub 2021 Aug 9. doi: 10.1038/s41598-021-95334-7
Heine N, Matthias J, Sahelgozin M, Herr W, Abend S, Timmen L et al. A transportable quantum gravimeter employing delta-kick collimated Bose–Einstein condensates. European Physical Journal D. 2020 Aug 25;74(8):174. doi: 10.1140/epjd/e2020-10120-x, 10.15488/10683
