Optik und Interferometrie mit Atomen und Molekülen

Die Interferenz mit atomaren und molekularen Materiewellen ist ein reichhaltiger Zweig der atomaren Physik und Quantenoptik. Sie begann mit der Atomdiffeaktion von Kristalloberflächen und der Technik der getrennten oszillierenden Felder, die in atomaren Uhren verwendet wird. Die Atominterferometrie erreicht nun die Reife als mächtige Kunst mit vielen Anwendungen in der modernen Wissenschaft. In dieser Übersicht werden die grundlegenden Werkzeuge für die kohärente Atomoptik beschrieben, einschließlich der Diffraction durch Nanostrukturen und Laserlicht, Dreigitterinterferometer und Doppelwellen auf Atomchips. Wissenschaftliche Fortschritte in einem breiten Spektrum von Bereichen, die aus der Anwendung von Atominterferometern resultieren, werden überprüft. Diese sind in drei Kategorien gruppiert: (i) fundamentale Quantenwissenschaft, (ii) präzise Metrologie und (iii) atomare und molekulare Physik. Obwohl einige Experimente mit Bose-Einstein-Kondensaten enthalten sind, liegt der Fokus der Übersicht auf der linearen Materiewellenoptik, d.h. Phänomenen, bei denen jedes einzelne Atom mit sich selbst interferiert.