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Light propagation and atom interferometry in gravity and dilaton fields

Di Pumpo, Fabio ; Friedrich, Alexander ; Geyer, Andreas ; Ufrecht, Christian ; Giese, Enno (2024)
Light propagation and atom interferometry in gravity and dilaton fields.
In: Physical Review D, 2022, 105 (8)
doi: 10.26083/tuprints-00027058
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

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Kurzbeschreibung (Abstract)

Dark matter or violations of the Einstein equivalence principle influence the motion of atoms, their internal states as well as electromagnetic fields, thus causing a signature in the signal of atomic detectors. To model such new physics, we introduce dilaton fields and study the modified propagation of light used to manipulate atoms in light-pulse atom interferometers. Their interference signal is dominated by the matter’s coupling to gravity and the dilaton. Even though the electromagnetic field contributes to the phase, no additional dilaton-dependent effect can be observed. However, the light’s propagation in gravity enters via a modified momentum transfer and its finite speed. For illustration, we discuss effects from light propagation and the dilaton on different atom-interferometric setups, including gradiometers, equivalence principle tests, and dark matter detection.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2024
Autor(en): Di Pumpo, Fabio ; Friedrich, Alexander ; Geyer, Andreas ; Ufrecht, Christian ; Giese, Enno
Art des Eintrags: Zweitveröffentlichung
Titel: Light propagation and atom interferometry in gravity and dilaton fields
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 5 August 2024
Ort: Darmstadt
Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: 2022
Ort der Erstveröffentlichung: Ridge, NY
Verlag: American Physical Society (APS)
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Physical Review D
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 105
(Heft-)Nummer: 8
Kollation: 11 Seiten
DOI: 10.26083/tuprints-00027058
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/27058
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Herkunft: Zweitveröffentlichungsservice
Kurzbeschreibung (Abstract):

Dark matter or violations of the Einstein equivalence principle influence the motion of atoms, their internal states as well as electromagnetic fields, thus causing a signature in the signal of atomic detectors. To model such new physics, we introduce dilaton fields and study the modified propagation of light used to manipulate atoms in light-pulse atom interferometers. Their interference signal is dominated by the matter’s coupling to gravity and the dilaton. Even though the electromagnetic field contributes to the phase, no additional dilaton-dependent effect can be observed. However, the light’s propagation in gravity enters via a modified momentum transfer and its finite speed. For illustration, we discuss effects from light propagation and the dilaton on different atom-interferometric setups, including gradiometers, equivalence principle tests, and dark matter detection.

Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-270581
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 05 Fachbereich Physik
05 Fachbereich Physik > Institut für Angewandte Physik
05 Fachbereich Physik > Institut für Angewandte Physik > Theoretische Quantenoptik
Hinterlegungsdatum: 05 Aug 2024 09:52
Letzte Änderung: 09 Aug 2024 13:18
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