Prof. Dr. Markus Krutzik

Die Forschung konzentriert sich auf die Entwicklung und Miniaturisierung von Quantentechnologien, insbesondere Atomuhren, Bose-Einstein-Kondensaten und Atominterferometern, für den Einsatz im Weltraum und unter Schwerelosigkeit. Ein zentrales Ziel ist die Realisierung langlebiger Quantenspeicher und präziser Frequenzreferenzen, um globale Quantenkommunikationsnetze und verbesserte Navigationssysteme zu ermöglichen. Zudem werden Methoden zur Weltraumqualifikation und Integration dieser Systeme in Nanosatelliten erforscht, wobei auch Ansätze aus dem Quanten-Deep Learning zur Optimierung von Sensordaten und Algorithmen untersucht werden.

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• EU: Langlebige Quantenspeicher für Weltraumanwendungen (QSPACE)

  Quelle ↗

  Förderer: Horizon 2020: Individual Fellowship EU (IF-EU) Zeitraum: 11/2020 - 03/2023 Projektleitung: Prof. Dr. Markus Krutzik, Prof. Achim Peters, Ph.D.

• Evaluierung optischer Uhren und Prozess der Weltraumqualifikation für die Nutzung auf GALILEO

  Quelle ↗

  Förderer: Wirtschaftsunternehmen / gewerbliche Wirtschaft Zeitraum: 05/2019 - 01/2020 Projektleitung: Prof. Dr. Markus Krutzik

• Frequenzreferenzen auf Basis von Atomstrahlen und Frequenzkämme als Optische Uhren für die Anwendung auf einer Höhenforschungsrakete

  Quelle ↗

  Förderer: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie Zeitraum: 08/2018 - 07/2020 Projektleitung: Prof. Dr. Markus Krutzik

• Interferometry with Bose-Einstein Condensates in Microgravity

  2013

  Physical Review Letters · DOI

  Atom interferometers covering macroscopic domains of space-time are a spectacular manifestation of the wave nature of matter. Because of their unique coherence properties, Bose-Einstein condensates are ideal sources for an atom interferometer in extended free fall. In this Letter we report on the realization of an asymmetric Mach-Zehnder interferometer operated with a Bose-Einstein condensate in microgravity. The resulting interference pattern is similar to the one in the far field of a double slit and shows a linear scaling with the time the wave packets expand. We employ delta-kick cooling in order to enhance the signal and extend our atom interferometer. Our experiments demonstrate the high potential of interferometers operated with quantum gases for probing the fundamental concepts of quantum mechanics and general relativity.

• Space-borne Bose–Einstein condensation for precision interferometry

  2018

  Nature · DOI

• Space-borne frequency comb metrology

  2016

  Optica · DOI

  Precision time references in space are of major importance to satellite-based fundamental science, global satellite navigation, earth observation, and satellite formation flying. Here we report on the operation of a compact, rugged, and automated optical frequency comb setup on a sounding rocket in space under microgravity. The experiment compared two clocks, one based on the optical D2 transition in Rb, and another on hyperfine splitting in Cs. This represents the first frequency comb based optical clock operation in space, which is an important milestone for future satellite-based precision metrology. Based on the approach demonstrated here, future space-based precision metrology can be improved by orders of magnitude when referencing to state-of-the-art optical clock transitions.