論文の概要: Optimal estimation of time-dependent gravitational fields with quantum optomechanical systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.06507v2
• Date: Fri, 5 Mar 2021 14:22:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-06 07:03:06.488041
• Title: Optimal estimation of time-dependent gravitational fields with quantum optomechanical systems
• Title（参考訳）: 量子光学系を用いた時間依存重力場の最適推定
• Authors: Sofia Qvarfort and A. Douglas K. Plato and David Edward Bruschi and Fabienne Schneiter and Daniel Braun and Alessio Serafini and Dennis R\"atzel
• Abstract要約: 非線形状態において理想的な光学系で達成できる基本感度について検討する。 この結果は、小さな振動する質量からの重力場の測定に特に当てはまる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We study the fundamental sensitivity that can be achieved with an ideal optomechanical system in the nonlinear regime for measurements of time-dependent gravitational fields. Using recently developed methods to solve the dynamics of a nonlinear optomechanical system with a time-dependent Hamiltonian, we compute the quantum Fisher information for linear displacements of the mechanical element due to gravity. We demonstrate that the sensitivity can not only be further enhanced by injecting squeezed states of the cavity field, but also by modulating the light--matter coupling of the optomechanical system. We specifically apply our results to the measurement of gravitational fields from small oscillating masses, where we show that, in principle, the gravitational field of an oscillating nano-gram mass can be detected based on experimental parameters that will likely be accessible in the near-term future. Finally, we identify the experimental parameter regime necessary for gravitational wave detection with a quantum optomechanical sensor.
• Abstract（参考訳）: 時間依存重力場測定のための非線形系における理想的なオプティメカルシステムにより達成できる基本感度について検討する。 時間依存ハミルトニアンを持つ非線形光学系の力学を解くために最近開発された手法を用いて、重力による機械的要素の線形変位に対する量子フィッシャー情報を計算する。 キャビティフィールドのスクイズド状態の注入により感度をさらに向上させるだけでなく,光学系の光・マッター結合を変調させることによって,感度をさらに高めることができることを実証した。 この結果は, 振動する微小質量の重力場の測定に特に応用され, 原理として, 振動するナノグラム質量の重力場は, 近い将来アクセス可能な実験パラメータに基づいて検出できることが示されている。 最後に,量子光学センサを用いて重力波検出に必要な実験パラメータ配置を同定する。

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