System zur Durchführung atomoptischer Experimente in Schwerelosigkeit

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Kalte und ultrakalte Ensembles von Atomen finden immer mehr Anwendungen in Wissenschaft und Technik und konnten in den letzten Jahren als Quelle für optische Atomuhren oder Atominterferometer eingesetzt werden. Mit letzterem ist es möglich verschiedene fundamental-physikalische Messungen wie die der Feinstrukturkonstante oder der Gravitationskonstante mit sehr hoher Genauigkeit durchzuführen. Zudem lassen sich Grundlagentests fundamentaler Theorien wie z.B. der Allgemeinen Relativitätstheorie realisieren. Hierzu gehören Tests des schwachen Äquivalenzprinzips, deren Sensitivität sich unter Schwerelosigkeit aufgrund der längeren Interferometerzeit deutlich steigern lässt. In diesem Buch wird die Realisierung eines miniaturisierten Laborsystems zur Untersuchung kalter atomarer Ensembles für den Einsatz im Fallturm vorgestellt. Das Laborsystem stellt als das erste für den Fallturm ausgelegte System ein kaltes 2-Spezies- Gemisch aus Rubidium- und Kalium-Atomen bereit, das den Ausgangspunkt für eine nicht-klassische Messung der Universalität des freien Falls bildet. Zudem ist das System Vorreiter und Technologiedemonstrator für Raumfahrtprojekte mit generellem atomoptischem Schwerpunkt.