Abstract
We demonstrate that a dispersive imaging technique based on the Faraday effect can measure the atom number in a large, ultracold atom cloud with a precision below the atom shot noise level. The minimally destructive character of the technique allows us to take multiple images of the same cloud, which enables sub-atom shot noise measurement precision of the atom number and allows for an in situ determination of the measurement precision. We have developed a noise model that quantitatively describes the noise contributions due to photon shot noise in the detected light and the noise associated with single atom loss. This model contains no free parameters and is calculated through an analysis of the fluctuations in the acquired images. For clouds containing atoms, we achieve a precision more than a factor of two below the atom shot noise level.
| Originalsprache | Englisch |
|---|---|
| Aufsatznummer | 034004 |
| Fachzeitschrift | Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics |
| Jahrgang | 50 |
| Ausgabenummer | 3 |
| Elektronisch veröffentlicht (E-Pub) | 17 Jan. 2017 |
| DOIs | |
| Publikationsstatus | Veröffentlicht - 14 Feb. 2017 |
ASJC Scopus Sachgebiete
- Atom- und Molekularphysik sowie Optik
- Physik der kondensierten Materie
Projekte
- 2 Abgeschlossen
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DQ-mat: Sonderforschungsbereich 1227/1, Teilprojekt B01 : Verschränkte neutrale Atome für Interferometrie jenseits des Standard-Quanten-Limits
Klempt, C. (Projektleiter*in (Principal Investigator))
1 Juli 2016 → 30 Juni 2020
Projekt: Forschung
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DQ-mat: Sonderforschungsbereich 1227/1: Designte Quantenzustände der Materie - Erzeugung, Manipulation und Detektion für metrologische Anwendungen und Tests fundamentaler Physik
Schmidt, P. O. (Projektleiter*in (Principal Investigator))
1 Juli 2016 → 30 Juni 2020
Projekt: Forschung
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