糖心原创

Die Physik des 20. Jahrhunderts hat zwei zentrale Theorien hervorgebracht: Einsteins allgemeine Relativit盲tstheorie, die unser Verst盲ndnis der Gravitation liefert, und die Quantenmechanik, welche die Physik auf kleinsten L盲ngenskalen erkl盲rt. Obwohl beide Theorien separat mit gro脽artiger Pr盲zision best盲tigt wurden, gibt bis heute keine geschlossene Theorie der "Quantengravitation". Eine der faszinierendsten Fragen der modernen Physik besteht deshalb heutzutage darin, eine sogenannte "Weltformel" zu formulieren. Diverse theoretische Szenarien sagen bei diesem Versuch Verletzungen einzelner St眉tzpfeiler der allgemeinen Relativit盲tstheorie, zum Beispiel der Universalit盲t des freien Falls (UFF), voraus. Diese besagt, dass zwei K枚rper am selben Raumzeitpunkt unabh盲ngig von ihrer Zusammensetzung in einem Gravitationsfeld identisch beschleunigt werden. Aufgrund ihrer zentralen Rolle existieren eine Vielzahl
von Tests der UFF. Hierbei liegen die besten erzielten Ungenauigkeiten bei Verwendung makroskopischer Testmassen in der Gr枚脽enordnung 10^-13. Quantenmechanische Tests, die auf Interferenz von Materiewellen beruhen, bieten einen komplement盲ren Ansatz, welcher anderer Systematik unterliegt und es wird erwartet, dass diese Klasse von Experimenten zuk眉nftig Ungenauigkeiten von 10^-13 und dar眉ber hinaus erreichen wird.

Im Rahmen dieses Projekts wird ein Experiment zur Universalit盲t des freien Fall von Rubidium und Kalium mit verbesserter Pr盲zision realisiert, um die derzeit existierende Sensitivit盲tsl眉cke zu klassischen Experimenten mit innovativen Methoden als wichtige Vorarbeit f眉r zuk眉nftige Experimente auf langen Basislinien und im Weltraum zu
schlie脽en. Die geplanten Arbeiten zielen sowohl auf Verbesserungen der Stabilit盲t des Systems als auch auf dessen
Genauigkeit ab. Hierzu sollen einerseits Schemata zur effizienten Rauschunterdr眉ckung im Zwei-Spezies-
Interferometer entwickelt werden, die auf der Korrelation der Interferometer und der Zuhilfenahme eines
Breitbandseismometers beruhen. Mithilfe dieser Methoden er枚ffnen sich Wege zu Langzeitstabilit盲ten
in der Gr枚脽enordnung von 10^-11. Andererseits sind Verbesserungen der Apparatur um den erstmaligen
Einsatz einer optischen Dipolfalle als Quelle f眉r die Inertialsensorik zentriert. Die genaue Kontrolle der
atomaren Ensembles und ihrer Temperaturen stellen hier die Grundvoraussetzung f眉r systematische Unsicherheiten auf einem Niveau weniger Teile in 10^9 und dar眉ber hinaus dar und ebnen den Weg zu einem neuen Rekord im Sektor der Quantentests der UFF.

Laufzeit: 15 Monate