論文の概要: Ultimate limits of exoplanet spectroscopy: a quantum approach

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.06050v1
• Date: Fri, 11 Nov 2022 08:04:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-19 18:36:28.759165
• Title: Ultimate limits of exoplanet spectroscopy: a quantum approach
• Title（参考訳）: 太陽系外惑星分光の究極の限界:量子アプローチ
• Authors: Zixin Huang, Christian Schwab, Cosmo Lupo
• Abstract要約: 酸素やメタンのような外惑星の大気中のガスは、可視光と近赤外線スペクトルにおいて深い吸収特性を持つ。 ここでは、スペクトル吸収線の有無を決定するための究極の量子限界を確立する。 空間デマルチプレクシングに基づく構造化された測定により、惑星からの光を分離し、最終的な量子限界を達成することができることがわかった。
• 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: One of the big challenges in exoplanet science is to determine the atmospheric makeup of extrasolar planets, and to find biosignatures that hint at the existence of biochemical processes on another world. The biomarkers we are trying to detect are gases in the exoplanet atmosphere like oxygen or methane, which have deep absorption features in the visible and near-infrared spectrum. Here we establish the ultimate quantum limit for determining the presence or absence of a spectral absorption line, for a dim source in the presence of a much brighter stellar source. We characterise the associated error exponent in both the frameworks of symmetric and asymmetric hypothesis testing. We found that a structured measurement based on spatial demultiplexing allows us to decouple the light coming from the planet and achieve the ultimate quantum limits. If the planet has intensity $\epsilon \ll 1$ relative to the star, we show that this approach significantly outperforms direct spectroscopy yielding an improvement of the error exponent by a factor $1/\epsilon$. We find the optimal measurement, which is a combination of interferometric techniques and spectrum analysis.
• Abstract（参考訳）: 太陽系外惑星科学における大きな課題の1つは、太陽系外惑星の大気構成を判断し、他の世界における生物化学プロセスの存在を示唆するバイオシグナチャを見つけることである。 私たちが検出しようとしているバイオマーカーは、酸素やメタンなどの外惑星大気中のガスで、可視光と近赤外のスペクトルに深い吸収特性がある。 ここでは、より明るい恒星源の存在下でのジム源として、スペクトル吸収線の存在の有無を決定するための究極の量子限界を確立する。 対称および非対称仮説検定の枠組みにおいて,関連する誤差指数を特徴付ける。 空間的多重化に基づく構造的測定により、惑星からの光を分離し、究極の量子限界を達成することができることがわかった。 もし惑星が恒星に対して$\epsilon \ll 1$の強度を持つなら、この手法は直接分光法を著しく上回り、1/\epsilon$の誤差指数の改善をもたらすことを示す。 干渉計測技術とスペクトル分析を組み合わせた最適測定法を提案する。

関連論文リスト

• Single-photon super-resolved spectroscopy from spatial-mode demultiplexing [0.0]
  サブ回折分解能を持つ非コヒーレント光の分光を実証する。 回折限界以下で分離された一対の不整点状の音源のスペクトルを解析する。 太陽系外惑星の大気スペクトロスコピーを強化するための応用が提案されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-02T11:54:18Z)
• Machine Learning for Exoplanet Detection in High-Contrast Spectroscopy: Revealing Exoplanets by Leveraging Hidden Molecular Signatures in Cross-Correlated Spectra with Convolutional Neural Networks [0.0]
  分光の相互相関は、惑星のスペクトルを主星から分離するために分子テンプレートを用いる。 我々は、相互相関分光(MLCCS)のための機械学習を導入する。 この手法は、大気中の特定の分子の存在など、外惑星の特徴付けに関する弱い仮定を活用し、外惑星の検出感度を向上させることを目的としている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-22T09:25:58Z)
• Achieving Quantum Limits of Exoplanet Detection and Localization [0.24578723416255752]
  本稿では,Quantum Chernoff ExponentとQuantum Fisher Information Matrixによって規定される外惑星検出と局在の量子情報限界について報告する。 我々は、高次モードを減衰させることなく、望遠鏡の基本モードを排他的に排除するシステムは、高い恒星-惑星のコントラストの体制において量子最適であることを示した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-25T21:51:05Z)
• Entanglement-Assisted Quantum Chiral Spectroscopy [6.841469211560886]
  我々は、絡み合い支援量子キラル分光の理論を発展させる。 構成において、2つのエナンチオマーの古典スペクトルは、相互作用の対称性が環境ノイズに圧倒されるときに区別できない。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-04T00:27:14Z)
• Searching for Novel Chemistry in Exoplanetary Atmospheres using Machine Learning for Anomaly Detection [1.8434042562191815]
  我々は、異常検出のための機械学習(ML)技術の太陽系外惑星トランジットスペクトルへの応用を提唱する。 合成スペクトルの大規模公開データベース上での2つの一般的な異常検出手法の有効性を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-08-15T07:19:54Z)
• The maximum refractive index of an atomic crystal $\unicode{x2013}$ from quantum optics to quantum chemistry [52.77024349608834]
  原子密度関数としての原子配列の順序付けの指数について検討する。 量子光学では、理想的な光-物質相互作用が単一モードの性質を持つことを示す。 量子化学の開始時に、2つの物理機構が非弾性または空間的多モード光散乱過程を開封する方法を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-20T10:29:12Z)
• Unsupervised Spectral Unmixing For Telluric Correction Using A Neural Network Autoencoder [58.720142291102135]
  本研究では,HARPS-N線速度スペクトルから高精度の太陽スペクトルを抽出するニューラルネットワークオートエンコーダ手法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-11-17T12:54:48Z)
• Visualizing spinon Fermi surfaces with time-dependent spectroscopy [62.997667081978825]
  固体系において確立されたツールである時間依存性光電子分光法を低温原子量子シミュレーターに応用することを提案する。 1次元の$t-J$モデルの正確な対角化シミュレーションで、スピノンが非占有状態の効率的なバンド構造に出現し始めることを示す。 ポンプパルス後のスペクトル関数の依存性はスピノン間の集団的相互作用を明らかにする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-27T18:00:02Z)
• Maximum refractive index of an atomic medium [58.720142291102135]
  正の屈折率を持つすべての光学材料は、順序ユニティの指数の値を持つ。 孤立した原子の巨大な反応にもかかわらず、最大指数は密度の増大とともに無限に大きくなることはない。 本稿では,強い不規則再正規化群理論に基づく説明を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-02T14:57:36Z)
• Nitrogen-vacancy defect emission spectra in the vicinity of an adjustable silver mirror [62.997667081978825]
  固体状態における量子放射の光学放射は、新興技術にとって重要な構成要素である。 平面ダイヤモンド表面下8nm付近に埋没した窒素空洞欠陥の発光スペクトルを実験的に検討した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-03-31T10:43:26Z)
• Probing chiral edge dynamics and bulk topology of a synthetic Hall system [52.77024349608834]
  量子ホール系は、基礎となる量子状態の位相構造に根ざしたバルク特性であるホール伝導の量子化によって特徴づけられる。 ここでは, 超低温のジスプロシウム原子を用いた量子ホール系を, 空間次元の2次元形状で実現した。 磁気サブレベルが多数存在すると、バルクおよびエッジの挙動が異なることが示される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-06T16:59:08Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。