論文の概要: Towards directional force sensing in levitated optomechanics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.09065v1
- Date: Thu, 18 Aug 2022 21:03:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-30 17:44:17.964863
- Title: Towards directional force sensing in levitated optomechanics
- Title（参考訳）: 浮遊光力学における方向力センシングに向けて
- Authors: A. Pontin and T.S. Monteiro
- Abstract要約: 機械的相互相関スペクトル$S_xy(omega)$が新たな可能性をもたらすことを示す。
我々はこれを顕微鏡でガス電流を検出するために分析するが、広帯域指向の力で十分である。
量子状態の近傍では、量子ショットノイズのインプレクションの関連効果により、$x-y$のインプレクションが定量化される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Levitated nanoparticles are being intensively investigated from two different
perspectives: as a potential realisation of macroscopic quantum coherence; and
as ultra-sensitive sensors of force, down to the zeptoNewton level, with a
range of various applications, including the search for Dark Matter. A future
aim is to merge these two strands, enabling the development of quantum-limited
sensors. Here we propose that mechanical cross-correlation spectra
$S_{xy}(\omega)$ offer new possibilities: once detector misalignment errors are
minimised, the spectral shape of $S_{xy}(\omega)$ directly points out the
orientation of an external stochastic force, offering something akin to a
compass in the $x-y$ plane. We analyse this for detection of microscopic gas
currents, but any broad spectrum directed force will suffice, enabling
straightforward investigation with laboratory test forces with or without
cavities. For a cavity set-up, we analyse misalignment imprecisions between
detectors and motional modes due to for example optical back-actions that mask
the signature of the directed forces, and show how to suppress them. Near
quantum regimes, we quantify the imprecision due to the $x-y$ correlating
effect of quantum shot noise imprecision.
- Abstract（参考訳）: 浮遊ナノ粒子は、マクロな量子コヒーレンスの実現の可能性と、超感度の力センサーとしてゼプトニュートンレベルまで、ダークマターの探索を含む様々な応用を含む、2つの異なる視点から集中的に研究されている。
将来の目標は、これらの2本鎖をマージし、量子制限センサーの開発を可能にすることである。
ここでは、機械的相互相関スペクトル $S_{xy}(\omega)$ が新しい可能性を提供する: 検知ミスアライメント誤差が最小化されると、$S_{xy}(\omega)$ のスペクトル形状は、外部確率力の向きを直接指摘し、$x-y$平面のコンパスに似たものを提供する。
これを微視的ガス電流の検出のために分析するが、広いスペクトルの指向力は十分であり、キャビティの有無に関わらず、実験室の試験力で簡単に調査できる。
キャビティセットアップでは、例えば、方向の力のサインを隠蔽する光学的バックアクションにより、検出器と運動モード間の不整合を解析し、それらを抑制する方法を示す。
量子レジームの近くでは、量子ショットノイズのインプレッションのx-y$相関効果により、インプレッションを定量化する。
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