Inhaltszusammenfassung:
Die vorliegende Arbeit beschreibt die Messung der Spinkohärenz einer atomaren Wolke nah der Oberfläche eines supraleitenden Niobdrahts. Das Ergebnis dieser Messung zeigt, dass supraleitende Mikrofallen von einer grundlegenden Beschränkung, die für normalleitende magnetische Fallen gilt, nicht beeinträchtigt werden.
Es ist bekannt, dass bei Normalleitern aufgrund des Johnson-Rauschens – thermisch angeregtem elektrischen Stromrauschen – magnetische Fallenverluste in der Nähe der Oberfläche stark zunehmen. Der Verlust der Atome folgt aus der Abnahme der Spinkohärenz in der Wolke durch die Kopplung der atomaren Spins an magnetische Nahfeldfluktuationen. Im Gegensatz dazu bleibt die Spinkohärenz in der Nähe von Supraleitern auf Zeitskalen erhalten, die länger sind als die durch Johnson-Rauschen bedingte Obergrenze bei Normalleitern. Dies liefert den ersten experimentellen Beweis, dass magnetisches Nahfeldrauschen in der Nähe von Supraleitern stark unterdrückt ist. Diese Messungen ebnen den Weg für die Entwicklung kohärent gekoppelter, hybrider Quantensysteme aus kalten Atomen und Festkörpern mit möglichen Anwendungen im Bereich der Quanteninformationsverarbeitung und hochpräzisen Kraftmessungen.