論文の概要: Quantum metrology by one-minute interrogation of a coherent atomic
spatial superposition
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.07289v1
- Date: Thu, 13 Oct 2022 18:30:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-22 16:45:15.851310
- Title: Quantum metrology by one-minute interrogation of a coherent atomic
spatial superposition
- Title(参考訳): コヒーレント原子空間重ね合わせの1分間の尋問による量子計測
- Authors: Cristian D. Panda, Matt Tao, James Egelhoff, Miguel Ceja, Victoria Xu,
Holger M\"uller
- Abstract要約: 我々は,光学格子で1分間保持された空間重畳状態の原子干渉法を実現する。
これらのコヒーレンスの利得は重力測定、第5の力の探索、あるいは重力の非古典的な性質の基本的なプローブを可能にする。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In quantum metrology and quantum information processing, a coherent
nonclassical state must be manipulated before unwanted interactions with the
environment lead to decoherence. In atom interferometry, the nonclassical state
is a spatial superposition, where each atom coexists in multiple locations at
once as a collection of phase-coherent partial wavepackets. These states enable
precise measurements in fundamental physics and inertial sensing. However, atom
interferometers usually use atomic fountains, where the available free-fall
time sets a hard time limit on the interrogation of the quantum state. Here, we
realize atom interferometry with a spatial superposition state held by an
optical lattice for as long as 1 minute, which is more than 25 times longer
than any atomic fountain interferometer. We additionally present a theoretical
and experimental toolbox to explore limits in coherence due to collective
dephasing of the atomic ensemble. These gains in coherence may enable
gravimetry measurements, searches for fifth forces, or fundamental probes into
the non-classical nature of gravity.
- Abstract(参考訳): 量子力学や量子情報処理では、非古典的なコヒーレント状態は環境との不要な相互作用がデコヒーレンスを引き起こす前に操作されなければならない。
原子干渉法では、非古典状態は空間的重ね合わせであり、各原子は複数の位置で同時に位相コヒーレント部分波束の集まりとして共存する。
これらの状態は基礎物理学と慣性センシングにおいて正確な測定を可能にする。
しかし、原子干渉計は通常原子泉を使用し、利用可能な自由落下時間は量子状態の尋問に厳しい時間制限を設定する。
ここでは,光学格子が保持する空間重畳状態の原子干渉計が,どの原子噴水干渉計よりも25倍以上長くなることを確認した。
さらに,原子アンサンブルの集団的軽視によるコヒーレンス限界を探索するための理論的および実験的ツールボックスを提案する。
これらのコヒーレンスの利得は重力測定、第5の力の探索、あるいは重力の非古典的な性質の基本的なプローブを可能にする。
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