Overcoming loss of contrast in atom interferometry due to gravity gradients

Long-time atom interferometry is instrumental to various high-precision measurements of fundamental physical properties, including tests of the equivalence principle. Due to rotations and gravity gradients, the classical trajectories characterizing the motion of the wave packets for the two branches of the interferometer do not close in phase space, an effect which increases significantly with the interferometer time. The relative displacement between the interfering wave packets in such open interferometers leads to a fringe pattern in the density profile at each exit port and a loss of contrast in the oscillations of the integrated particle number as a function of the phase shift. Paying particular attention to gravity gradients, we present a simple mitigation strategy involving small changes in the timing of the laser pulses which is very easy to implement. A useful representation-free description of the state evolution in an atom interferometer is introduced and employed to analyze the loss of contrast and mitigation strategy in the general case. (As a by-product, a remarkably compact derivation of the phase-shift in a general light-pulse atom interferometer is provided.) Furthermore, exact results are obtained for (pure and mixed) Gaussian states which allow a simple interpretation in terms of the alignment of Wigner functions in phase-space. Analytical results are also obtained for expanding Bose-Einstein condensates within the time-dependent Thomas-Fermi approximation. Finally, a combined strategy for rotations and nonaligned gravity gradients is considered as well.Comment: 14+7 pages including appendices, 9 figures; v2 minor changes, matches published versio

The interface of gravity and quantum mechanics illuminated by Wigner phase space

We provide an introduction into the formulation of non-relativistic quantum mechanics using the Wigner phase-space distribution function and apply this concept to two physical situations at the interface of quantum theory and general relativity: (i) the motion of an ensemble of cold atoms relevant to tests of the weak equivalence principle, and (ii) the Kasevich-Chu interferometer. In order to lay the foundations for this analysis we first present a representation-free description of the Kasevich-Chu interferometer based on unitary operators.Comment: 69 pages, 6 figures, minor changes to match the published version. The original publication is available at http://en.sif.it/books/series/proceedings_fermi or http://ebooks.iospress.nl/volumearticle/3809

Mikä tekee rajoista todelliset : Tarkastelussa Namibian ja Sambian sekä Ugandan ja Etelä-Sudanin väliset raja-alueet

Some argue that the territorial boundaries of African countries, having largely survived the transition to independence, are now like a poorly tailored suit: It does not fit in many places but African leaders have by and large accepted that they and their societies must somehow try to wear it. But has history stood still since independence? What is the everyday reality of those who live with these inherited colonial boundaries today? This dissertation investigates how competing claims of territory, authority and citizenship are negotiated between state representatives and residents in the Namibia-Zambia and Uganda-South Sudan borderlands. It asks: What kinds of governance regimes result from these negotiations? From considering these questions emerges the argument that borders do not only exist as an abstract construct, separate from or above the people and territories they are supposed to separate. Borderland actors in the study regions instead actively engage, challenge and thereby reshape the state, over time and repeatedly. They contribute to fine-tuning the state in ways that do not necessarily undermine or hollow it out. However, there are clear differences in how this happens between the more peaceful setting of the Namibia-Zambia borderland, with its annual rhythm of life patterned according to the seasonal rise and fall of the Zambezi river, and the Uganda-South Sudan borderland, where the memory of recent and fear of future large-scale organised violence strongly affect daily life. This dissertation consists of two articles published in peer-reviewed journals and two chapters published in peer-reviewed edited volumes in 2007-2013, and a synopsis which discusses these works comparatively and introduces their wider conceptual framework.Toisinaan kuulee väitettävän, että Afrikan valtioiden alueelliset rajat, jotka ovat lähes samat kuin ennen itsenäistymistä, ovat nykyään kuin kuin huonosti räätälöity puku: se ei istu kehuttavasti, mutta Afrikan poliittiset johtajat ovat kuitenkin päättäneet käyttää sitä. Mutta onko historia jämähtänyt paikoilleen sitten itsenäistymisen? Millaista on niiden ihmisten arki, jotka elävät nykyään siirtomaavalta-ajan peruja olevilla raja-alueilla? Tässä väitöskirjassa tarkastellaan, miten valtion hallinnon edustajat ja paikalliset asukkaat sovittelevat alueeseen, hallintoon ja kansalaisuuteen liittyviä näkemyksiään ja käytäntöjään Namibian ja Sambian sekä Ugandan ja Etelä-Sudanin välisillä raja-alueilla. Keskeisenä kysymyksenä on, millaisia hallintotapoja tästä syntyy. Näiden kysymysten tarkastelun perusteella voidaan väittää, etteivät rajat ole pelkkiä abstrakteja käsitteitä erillään tai yläpuolella niistä ihmisistä ja alueista, jotka niiden pitäisi erottaa. Tarkastelluilla raja-alueilla asukkaat ovat aktiivisia ja haastavat käytännöillään hallintojärjestelmän ja muovaavat omalta osaltaan valtiota. He osallistuvat virallisten hallintotapojen hienosäätöön tavoilla, jotka eivät välttämättä heikennä tai rappeuta sitä. Käytännöissä on kuitenkin selkeitä eroja: Namibian ja Sambian välisellä, melko rauhallisella raja-alueella, vuotuista elämänrytmiä hallitsee Sambesi-joen nousu ja lasku, kun taas Ugandan ja Etelä-Sudanin välisellä raja-alueella väkivaltainen lähimenneisyys ja pelko sen toistumisesta vaikuttaa voimakkaasti ihmisten arkeen. Tämä väitöskirja muodostuu kahdesta artikkelista, jotka ovat ilmestyneet vertaisarvioidussa aikakauskirjassa sekä kahdesta luvusta, jotka on julkaistu vertaisarvioiduissa teoksissa vuosina 2007-2013. Mukana on tiivistelmä, jossa näitä tekstejä käsitellään suhteessa toisiinsa ja esitellään laajempi käsitteellinen viitekehys

Statuspassage "Leaving Care": biografische Herausforderungen nach der Heimerziehung

"Die aktuelle internationale Forschung zum Übergang von jungen Menschen aus den stationären Erziehungshilfen ins Erwachsenenleben zeigt, dass diese sogenannten Careleavers in vielerlei Hinsicht gegenüber ihren gleichaltrigen Peers benachteiligt sind. Insbesondere können sie, um diesen Übergang zu bewältigen, auf vergleichsweise wenige Unterstützungsressourcen zurückgreifen. Der Übergang ins Erwachsenenleben ist in den letzten Jahren in Deutschland zwar vielfach untersucht und die Entstehung einer Lebensphase des jungen Erwachsenenalters mit seinen vielfältigen und komplexen Herausforderungen beschrieben worden. Es fehlen jedoch bislang entsprechende Studien zur besonderen Situation der Gruppe von Careleavers und den strukturellen Bedingungen, unter denen der Übergang ins Erwachsenenleben für Careleavers stattfindet. In diesem Beitrag werden daher erstens die vorliegenden Daten und Studien zu Careleavers in Deutschland daraufhin befragt, welche Aussagen diese über diese Statuspassage treffen können. Zweitens werden anhand zweier eigener Studien Hinweise auf die strukturellen Bedingungen dieser Statuspassage Leaving Care gegeben." (Autorenreferat)"International research on transitions to adulthood shows that young people who grew up in residential care are disproportionately affected by social disadvantages and exclusion. Compared to their same-age peers, they especially lack in social support networks. Although many German studies focus on transitions to adulthood, in general, very little is known about the transitions of German care leavers and about the service framework under which the transitions take place. This paper analyses German secondary data and research pursuant to the question of how the status passage 'leaving care' is influenced by service institutions. Results drawn from two studies examining educational attainment and the employment of young people leaving care are presented. Finally, the conditions of the service framework concerning the status passage leaving care are discussed." (author's abstract