論文の概要: Enhanced optomechanical interaction in the unbalanced interferometer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.06831v1
• Date: Thu, 11 May 2023 14:24:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-12 14:32:34.818861
• Title: Enhanced optomechanical interaction in the unbalanced interferometer
• Title（参考訳）: 不平衡干渉計における光力学的相互作用の増強
• Authors: Alexandr Karpenko (1), Mikhail Korobko (2), Sergey P. Vyatchanin (1 and 3) ((1) Faculty of Physics, M.V. Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia, (2) Institut fur Laserphysik, Zentrum fur Optische Quantentechnologien, Universitat Hamburg, Hamburg, Germany, (3) Quantum Technology Centre, M.V. Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia)
• Abstract要約: 量子光学系は、巨大な物体の量子の性質に関する基本的な問題の研究を可能にする。 ここでは、光学的結合強度を高めるミシェルソン・サニャック干渉計の修正を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 40.96261204117952
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum optomechanical systems enable the study of fundamental questions on quantum nature of massive objects. For that a strong coupling between light and mechanical motion is required, which presents a challenge for massive objects. In particular large interferometric sensors with low frequency oscillators are difficult to bring into quantum regime. Here we propose a modification of the Michelson-Sagnac interferometer, which allows to boost the optomechanical coupling strength. This is done by unbalancing the central beam-splitter of the interferometer, allowing to balance two types of optomechanical coupling present in the system: dissipative and dispersive. We analyse two different configurations, when the optomechanical cavity is formed by the mirror for the laser pump field (power-recycling), and by the mirror for the signal field (signal-recycling). We show that the imbalance of the beam splitter allows to dramatically increase the optical cooling of the test mass motion. We also formulate the conditions for observing quantum radiation-pressure noise and ponderomotive squeezing. Our configuration can serve as the basis for more complex modifications of the interferometer that would utilize the enhanced coupling strength. This will allow to efficiently reach quantum state of large test masses, opening the way to studying fundamental aspects of quantum mechanics and experimental search for quantum gravity.
• Abstract（参考訳）: 量子光学系は、巨大な物体の量子の性質に関する基本的な問題の研究を可能にする。 そのため、光と機械的な動きの強い結合が必要であり、これは巨大な物体の挑戦となる。 特に、低周波発振器を持つ大きな干渉センサは量子状態に陥ることが困難である。 ここでは、光学的結合強度を高めるミシェルソン・サニャック干渉計の修正を提案する。 これは、干渉計の中央ビームスプリッターをアンバランシングすることで、系に存在する2種類の光学的カップリングのバランスをとることができる。 レーザポンプ場用ミラー(電力リサイクル)と信号場用ミラー(信号リサイクル)の2つの異なる構成を解析する。 本研究では,ビームスプリッタの不均衡により,試験質量運動の光冷却を劇的に向上させることができることを示す。 また, 量子放射圧雑音の観測条件と定式化を行った。 我々の構成は、強化された結合強度を利用する干渉計のより複雑な修正の基礎となることができる。 これにより、大きなテスト質量の量子状態に効率的に到達することができ、量子力学の基礎的な側面の研究や量子重力の実験的探索の道を開くことができる。

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