論文の概要: Entanglement-enhanced test proposal for local Lorentz-symmetry violation
via spinor atoms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.11366v4
- Date: Fri, 11 Nov 2022 09:36:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-27 18:28:13.380628
- Title: Entanglement-enhanced test proposal for local Lorentz-symmetry violation
via spinor atoms
- Title（参考訳）: スピノル原子による局所ローレンツ対称性違反に対するエンタングルメント強化試験の提案
- Authors: Min Zhuang, Jiahao Huang, and Chaohong Lee
- Abstract要約: 原子系によるローレンツ対称性違反(LSV)のテストは、理論や実験において大きな関心を集めている。
本稿では,LSVパラメータ$kappa$をスピノル原子のアンサンブルを介してテストするための多モード多体量子干渉法を提案する。
N$-atom multimode GHZ状態を用いることで、試験精度は、スピン長$F$と原子番号$N$でハイゼンベルク極限$Delta kappa propto 1/(F2N)$に達することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Invariance under Lorentz transformations is fundamental to both the standard
model and general relativity. Testing Lorentz-symmetry violation (LSV) via
atomic systems attracts extensive interests in theory and experiment. Some
recent proposals for testing LSV present that the effects of violation can be
described as a local interaction. Further, the test precision of LSV can be
enhanced via quantum entanglement and its quantum Fisher information (QFI)
implicates that the test precision can asymptotically reach the Heisenberg
limit. In general, the limited resolution of collective observables prevents
the detection of large QFI. Here, we propose a multimode many-body quantum
interferometry for testing the LSV parameter $\kappa$ via an ensemble of spinor
atoms. By employing an $N$-atom multimode GHZ state, the test precision can
attain the Heisenberg limit $\Delta \kappa \propto 1/(F^2N)$ with the spin
length $F$ and the atomic number $N$. We find an actual observable (or
practical measurement process) to achieve the ultimate precision and study the
LSV test via an experimentally accessible three-mode interferometry with Bose
condensed spin-1 atoms for example. By selecting suitable input states and
unitary recombination operation, the LSV parameter $\kappa$ can be extracted
via population measurement. Especially, the measurement precision of the LSV
parameter $\kappa$ can beat the standard quantum limit and even approach the
Heisenberg limit via spin mixing dynamics or driving through quantum phase
transitions.
Our proposed scheme may open up a feasible way for a drastic improvement of
the LSV tests with atomic systems and provide an alternative application of
multi-particle entangled states.
- Abstract（参考訳）: ローレンツ変換の下で不変性は標準モデルと一般相対性理論の両方に基本である。
原子系によるローレンツ対称性違反(lsv)の試験は、理論と実験の幅広い関心を惹きつけている。
LSVをテストするための最近の提案では、違反の影響は局所的な相互作用として説明できる。
さらに、LSVのテスト精度は量子絡み合いによって向上することができ、その量子フィッシャー情報(QFI)は、テスト精度がハイゼンベルク極限に漸近的に到達できることを示している。
一般に、集合可観測物の限定分解能は、大きなQFIの検出を妨げる。
本稿では,LSVパラメータ$\kappa$をスピノル原子のアンサンブルを介してテストするための多モード多体量子干渉法を提案する。
N$-atom multimode GHZ状態を用いることで、テスト精度はスピン長$F$と原子番号$N$のハイゼンベルク極限$\Delta \kappa \propto 1/(F^2N)$に達することができる。
例えば、ボース縮合スピン-1原子を用いた3モード干渉計を用いて、最終的な精度を達成するための観測可能(または実測過程)を見つけ、LSV試験について検討する。
適切な入力状態とユニタリ組換え操作を選択することにより、LSVパラメータ$\kappa$を集団測定により抽出することができる。
特に lsv パラメータ $\kappa$ の測定精度は標準の量子限界を上回ることができ、スピン混合ダイナミクスや量子相転移の駆動によってハイゼンベルク限界に近づくこともできる。
提案手法は, 原子システムによるLSV試験の大幅な改善を実現するための実現可能な方法であり, 多粒子交絡状態の代替用途を提供する。
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