論文の概要: Principles of tractor atom interferometry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.09023v1
- Date: Tue, 19 Jul 2022 02:02:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-04 13:17:32.675827
- Title: Principles of tractor atom interferometry
- Title（参考訳）: トラクタ原子干渉計の原理
- Authors: Georg Raithel, Alisher Duspayev, Bineet Dash, Sebastian C. Carrasco,
Michael H. Goerz, Vladan Vuletic, Vladimir S. Malinovsky
- Abstract要約: 超低温原子の3次元閉じ込めと輸送に基づくトラクター原子干渉計(TAI)の設計概念を提案する。
この設計により、コンパクトで高感度な量子センシング技術のさらなる進歩が可能になる。
- 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 present possible design concepts for a tractor atom interferometer (TAI)
based on three-dimensional confinement and transport of ultracold atoms. The
confinement reduces device size and wave-packet dispersion, enables arbitrary
holding times, and facilitates control to create complex trajectories that
allow for optimization to cancel unwanted sensitivity, fast splitting and
recombination, and suppression of detrimental nonadiabatic excitation. Thus,
the design allows for further advancement of compact, high-sensitivity, quantum
sensing technology. In particular, we focus on the implementation of
quantum-enhanced accelerometers and gyroscopes. We discuss TAI protocols for
both spin-dependent and scalar trapping potentials. Using optimal control
theory, we demonstrate the splitting of the wave function on a time scale two
orders of magnitude shorter than the previous proposal using adiabatic
dynamics, thus maximizing the time spent at full separation, where the
interferometric phase is accumulated. Lastly, we explore the possibility of
including non-classical correlations between the atoms to improve sensitivity.
The performance estimates for TAI give a promising perspective for
atom-interferometry-based sensing, significantly exceeding the sensitivities of
current state-of-the-art devices.
- Abstract（参考訳）: 超低温原子の3次元閉じ込めと輸送に基づくトラクター原子干渉計(TAI)の設計概念を提案する。
この閉じ込めはデバイスサイズとウェーブ・パケットの分散を低減し、任意の保持時間を可能にし、不要な感度をキャンセルし、分割と再結合を迅速にし、有害な非線形励起の抑制を可能にする複雑な軌道の制御を容易にする。
これにより、コンパクトで高感度な量子センシング技術のさらなる進歩が可能になる。
特に,量子エンハンス型加速度計とジャイロスコープの実装に注目する。
スピン依存およびスカラートラップポテンシャルの両方に対するTAIプロトコルについて議論する。
最適制御理論を用いて,先行提案よりも2桁短い時間スケールでの波動関数の分割を断熱力学を用いて実証し,干渉位相が蓄積される全分離に費やされる時間を最大化する。
最後に、感度を向上させるために原子間の非古典的相関を含める可能性を検討する。
TAIの性能評価は原子干渉計測に基づくセンシングに有望な視点を与え、現在の最先端機器の感度を大きく上回っている。
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