Prof. Dr. Markus Krutzik

Prof. Krutzik entwickelt miniaturisierte Quantensensoren und optische Atomuhren für den Einsatz im Weltraum und in mobilen Feldanwendungen. Sein aktueller Fokus liegt auf der Miniaturisierung von Quantentechnologien – insbesondere kompakte optische Frequenzreferenzen auf Basis kalter Atome, Bose-Einstein-Kondensate unter Schwerelosigkeit und integrierte Atomchip-Systeme – um präzise Zeitmessung und hochempfindliche Sensoren transportierbar und weltraumqualifiziert zu machen. Diese Technologien adressieren Anforderungen in Satellitennavigation (GALILEO), Quantenkommunikation und Grundlagenphysik-Experimenten im All. Branchen wie Raumfahrt, Telekommunikation und Metrologie profitieren von robusteren, kompakteren Systemen mit höherer Stabilität.

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• Kompakte Atomchiptechnologie für den Einsatz unter Schwerelosigkeit

  Quelle ↗

  Förderer: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie Zeitraum: 06/2016 - 05/2019 Projektleitung: Prof. Dr. Markus Krutzik

• QUantentechnologien für den Einsatz auf Einem Nanosatelliten (QUEEN)

  Quelle ↗

  Förderer: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie Zeitraum: 04/2017 - 03/2018 Projektleitung: Prof. Dr. Markus Krutzik, Prof. Achim Peters, Ph.D.

• Verbundprojekt: BECCAL - Untersuchungen zur Realisierbarkeit eines Experimentes mit Bose-Einstein Kondensaten und kalten Atomen auf der ISS

  Quelle ↗

  Förderer: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie Zeitraum: 05/2017 - 11/2021 Projektleitung: Prof. Achim Peters, Ph.D., 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.