論文の概要: Design of a tabletop interferometer with quantum amplification
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.04566v1
- Date: Mon, 10 Oct 2022 11:08:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-23 01:09:04.323452
- Title: Design of a tabletop interferometer with quantum amplification
- Title(参考訳): 量子増幅型テーブルトップ干渉計の設計
- Authors: Jiri Smetana, Artemiy Dmitriev, Chunnong Zhao, Haixing Miao, Denis
Martynov
- Abstract要約: レーザ干渉計の位相非感応増幅は, 卓上実験において実現可能であることを示す。
我々の設計は既存の膜と低温技術に依存しており、3つの異なる特徴を示すことができる。
これらの特徴は、将来のインターフェロメトリ重力波とアクシオン検出器の感度を高めるために必要である。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The sensitivity of laser interferometers is fundamentally limited by the
quantum nature of light. Recent theoretical studies have opened a new avenue to
enhance their quantum-limited sensitivity by using active parity-time-symmetric
and phase-insensitive quantum amplification. These systems can enhance the
signal response without introducing excess noise in the ideal case. However,
such active systems must be causal, stable, and carefully tuned to be practical
and applicable to precision measurements. In this paper, we show that
phase-insensitive amplification in laser interferometers can be implemented in
a tabletop experiment. The layout consists of two coupled cavities and an
active medium comprised of a silicon nitride membrane and an auxiliary pump
field. Our design relies on existing membrane and cryogenic technology and can
demonstrate three distinct features: (i) the self-stabilized dynamics of the
optical system, (ii) quantum enhancement of its sensitivity in the presence of
the amplifier, and (iii) optical control of the amplifier gain. These features
are needed to enhance the sensitivity of future interferometric
gravitational-wave and axion detectors.
- Abstract(参考訳): レーザー干渉計の感度は、基本的に光の量子性によって制限される。
近年の理論的研究は、アクティブパリティ時間対称および位相非感受性量子増幅を用いることで、量子制限感度を高める新しい道を開いた。
これらのシステムは、理想的な場合に余剰ノイズを発生させることなく、信号応答を向上させることができる。
しかし、このようなアクティブシステムは因果的であり、安定し、慎重に調整され、実用的で精度の計測に応用されなければならない。
本稿では,レーザ干渉計の位相非感応増幅を卓上実験で実現可能であることを示す。
このレイアウトは、2つの連結キャビティと、窒化ケイ素膜と補助ポンプフィールドとからなる活性媒質とからなる。
我々の設計は既存の膜と低温技術に依存しており、3つの特徴を示せる。
(i)光学系の自己安定化ダイナミクス
(ii)増幅器の存在下での感度の量子化、及び
(iii)増幅器利得の光制御。
これらの特徴は、将来の干渉重力波および軸検出器の感度を高めるために必要である。
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