論文の概要: Zeptonewton force sensing with squeezed quadratic optomechanics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.08690v1
• Date: Thu, 17 Feb 2022 14:49:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-25 12:48:33.437066
• Title: Zeptonewton force sensing with squeezed quadratic optomechanics
• Title（参考訳）: 圧縮二次光学を用いたゼプトニュートン力センシング
• Authors: Sheng-Dian Zhang, Jie Wang, Ya-Feng Jiao, Huilai Zhang, Ying Li, Yun-Lan Zuo, \c{S}ahin K. \"Ozdemir, Cheng-Wei Qiu, Franco Nori, Hui Jing
• Abstract要約: Cavity Opomechanical (COM) センサーは、超弱力の測定や暗黒物質探索のための強力なツールである。 ここでは、不安定な二次COMシステムを用いて量子力センシングを行い、機械的エネルギーの正確な測定を可能にする。 このシステムは,従来のリニアCOMセンサよりも7ドル級の高感度を実現するために最適化できることがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.6967517276102795
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Cavity optomechanical (COM) sensors, as powerful tools for measuring ultraweak forces or searching for dark matter, have been implemented to date mainly using linear COM couplings. Here, quantum force sensing is explored by using a quadratic COM system which is free of bistability and allows accurate measurement of mechanical energy. We find that this system can be optimized to achieve a force sensitivity $7$ orders of magnitude higher than any conventional linear COM sensor, with experimentally accessible parameters. Further integrating a quadratic COM system with a squeezing medium can lead to another $3$ orders enhancement, well below the standard quantum limit and reaching the zeptonewton level. This opens new prospects of making and using quantum nonlinear COM sensors in fundamental physics experiments and in a wide range of applications requiring extreme sensitivity.
• Abstract（参考訳）: キャビティ・オプティメカニカル(COM)センサは, 主に線形COM結合を用いて, 超弱力測定や暗黒物質探索のための強力なツールとして実装されている。 ここでは、不安定な二次COMシステムを用いて量子力センシングを行い、機械的エネルギーの正確な測定を可能にする。 このシステムは従来のリニアCOMセンサよりも7ドル高い精度で出力感度を実現するために最適化され、パラメーターが実験的に利用可能であることが判明した。 さらに2次COMシステムとスクイーズ媒質を統合することで、標準量子限界をはるかに下回ってゼプトニュートンレベルに達するという、さらに3ドルの注文の強化につながる可能性がある。 これにより、量子非線形COMセンサーを基礎物理学実験や極端感度を必要とする広範囲のアプリケーションで製造および使用する新たな展望が開かれる。

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