論文の概要: Stimulated emission of signal photons from dark matter waves
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.03700v1
- Date: Fri, 5 May 2023 17:25:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-08 13:05:52.921261
- Title: Stimulated emission of signal photons from dark matter waves
- Title（参考訳）: 暗黒物質波からの信号光子の励起放出
- Authors: Ankur Agrawal, Akash V. Dixit, Tanay Roy, Srivatsan Chakram, Kevin He,
Ravi K. Naik, David I. Schuster, Aaron Chou
- Abstract要約: 超伝導量子ビットを用いて非古典的フォック状態の超伝導マイクロ波空洞を作製する信号強調手法を提案する。
我々は、約$mathrm5.965, GHz, (24.67, mu eV)$の帯で暗光子探索を行い、運動混合角$epsilon geq 4.35×10-13$を除外する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.0590294143351064
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The manipulation of quantum states of light has resulted in significant
advancements in both dark matter searches and gravitational wave detectors
[1-4]. Current dark matter searches operating in the microwave frequency range
use nearly quantum-limited amplifiers [3, 5, 6]. Future high frequency searches
will use photon counting techniques [1] to evade the standard quantum limit. We
present a signal enhancement technique that utilizes a superconducting qubit to
prepare a superconducting microwave cavity in a non-classical Fock state and
stimulate the emission of a photon from a dark matter wave. By initializing the
cavity in an $|n=4\rangle$ Fock state, we demonstrate a quantum enhancement
technique that increases the signal photon rate and hence also the dark matter
scan rate each by a factor of 2.78. Using this technique, we conduct a dark
photon search in a band around $\mathrm{5.965\, GHz \, (24.67\, \mu eV)}$,
where the kinetic mixing angle $\epsilon \geq 4.35 \times 10^{-13}$ is excluded
at the $90\%$ confidence level.
- Abstract（参考訳）: 光の量子状態の操作は、暗黒物質探索と重力波検出器 [1-4] の両方において大きな進歩をもたらした。
マイクロ波周波数範囲で動作する現在のダークマターサーチは、ほぼ量子制限増幅器[3, 5, 6]を使用する。
将来の高周波探索は、標準量子限界を回避するために光子計数技術[1]を使用する。
超伝導量子ビットを用いて、非古典的なフォック状態の超伝導マイクロ波空洞を作成し、暗黒物質波からの光子の放出を刺激する信号強調手法を提案する。
キャビティを$|n=4\rangle$ fock状態で初期化することで、信号光子速度を増加させ、したがってダークマター走査率を2.78倍にする量子拡張技術を示す。
この手法を用いて、約$\mathrm{5.965\, ghz \, (24.67\, \mu ev)}$ のバンドでダークフォトン探索を行い、そこで運動混合角 $\epsilon \geq 4.35 \times 10^{-13}$ は $90\%$ の信頼レベルで除外される。
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