論文の概要: Quantum Test of the Local Position Invariance with Internal Clock Interferometry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.11258v1
• Date: Thu, 26 Jan 2023 17:49:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-27 13:08:20.556433
• Title: Quantum Test of the Local Position Invariance with Internal Clock Interferometry
• Title（参考訳）: 内部クロック干渉法による局所位置不変性の量子実験
• Authors: Zhifan Zhou
• Abstract要約: 局所的な位置不変性(LPI)をテストするための現在の試みは、異なるクロック遷移率と古典的に交換された信号との比較である。 本稿では,2つの干渉クロックからなる内部原子時計干渉計 LPI の量子テスト実験手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Current attempts to test local position invariance (LPI) compare different clock transition rates with classically exchanged signals. We propose an experimental scheme for the quantum test of LPI: an internal atomic clock interferometer comprising two interfering clocks within one atom. We prepare the atom in a superposition of two clock states and one ground state, which evolves coherently along two quantum clock oscillations into stable internal Ramsey interference patterns. The interference pattern with the shared ground state shows a visibility modulation, which can be interpreted as the beating of the individual clock oscillations and a direct consequence of complementarity. Upon the interferometer experiencing a different gravitational potential, LPI predicts that both clock tick rates will change proportionally, while quantum complementarity indicates that the visibility modulation should modify accordingly. This change is deemed insignificant for the first period of visibility modulation but can be stacked up until the limit of the system coherence time. Since no splitting or recombining is involved, the system coherence time can be as long as the trap lifetime or the clock state lifetime. The required resolution to observe the visibility modulation is within reach of the state-of-art optical clocks' sensitivities. This experimental scheme is feasible in different scenarios, still or with speed, and may shed new light on studying the quantum effect of time and general relativity.
• Abstract（参考訳）: 局所位置不変性(lpi)をテストする現在の試みは、異なるクロック遷移率と古典的な交換信号を比較している。 1原子中の2つの干渉クロックからなる内部原子時計干渉計であるlpiの量子テストのための実験手法を提案する。 2つのクロック状態と1つの基底状態の重ね合わせで原子を準備し、2つの量子クロック振動に沿って安定な内部ラムゼー干渉パターンにコヒーレントに進化させる。 共有基底状態との干渉パターンは、個々のクロック振動のビーティングと相補性の直接的な結果と解釈できる可視変調を示す。 干渉計が異なる重力ポテンシャルを経験すると、LPIは両方のクロックティッチ速度が比例的に変化すると予測し、量子的相補性は可視性変調がそれに従って変化することを示す。 この変更は可視性変調の第1周期では重要でないとみなされるが、システムのコヒーレンス時間の限界まで積み重ねることができる。 分割や再結合は不要であるため、システムコヒーレンス時間はトラップ寿命やクロック状態寿命と同じくらいである。 可視性変調の観測に必要な解像度は、最先端の光時計の感度の範囲内である。 この実験的な手法は様々なシナリオで実現可能であり、時間と一般相対性理論の量子効果の研究に新たな光を当てることができる。

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