論文の概要: A zigzag optical cavity for sensing and controlling torsional motion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.12804v1
- Date: Thu, 22 Jun 2023 11:03:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-23 14:47:23.535826
- Title: A zigzag optical cavity for sensing and controlling torsional motion
- Title（参考訳）: ねじれ運動を感知・制御するためのジグザグ光学空洞
- Authors: Sofia Agafonova, Umang Mishra, Fritz Diorico, Onur Hosten
- Abstract要約: 本稿では, ねじり運動を検知・操作するための新しい概念を提案する。
この概念は本質的に、以前のアプローチの多くの制限を緩和する。
この研究は、量子力学と重力の界面における実験のための新しい地平線への道を開く。
- 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: Precision sensing and manipulation of milligram-scale mechanical oscillators
has attracted growing interest in the fields of table-top explorations of
gravity and tests of quantum mechanics at macroscopic scales. Torsional
oscillators present an opportunity in this regard due to their remarked
isolation from environmental noise. For torsional motion, an effective
employment of optical cavities to enhance optomechanical interactions -- as
already established for linear oscillators -- so far faced certain challenges.
Here, we propose a novel concept for sensing and manipulating torsional motion,
where exclusively the torsional rotations of a pendulum are mapped onto the
path length of a single two-mirror optical cavity. The concept inherently
alleviates many limitations of previous approaches. A proof-of-principle
experiment is conducted with a rigidly controlled pendulum to explore the
sensing aspects of the concept and to identify practical limitations in a
potential state-of-the art setup. Based on this work, we anticipate development
of precision torque sensors with sensitivities below $10^{-19}~\mathrm{N\cdot
m/\sqrt{Hz}}$ and with the motion of the pendulums dominated by quantum
radiation pressure noise at sub-microwatts of incoming laser power. This work,
therefore, paves the way to new horizons for experiments at the interface of
quantum mechanics and gravity.
- Abstract（参考訳）: ミリグラムスケールの機械振動子の精密検出と操作は、重力のテーブルトップ探査やマクロスケールでの量子力学のテストの分野への関心が高まっている。
ねじり振動子はこの点において環境騒音からの孤立性により好機となる。
ねじり運動では、線形発振器で既に確立されているように、光学キャビティの有効利用により、光学的相互作用が強化されている。
本稿では,振子のねじれ回転を1つの2ミラー光学キャビティの経路長にのみマッピングする,ねじれ運動を感知し操作するための新しい概念を提案する。
この概念は本質的に、以前のアプローチの多くの制限を緩和する。
厳密に制御された振り子を用いてプリンシプルの実証実験を行い、概念の知覚的側面を探索し、潜在的な芸術的設定における実用的限界を特定する。
この研究に基づいて,10^{-19}~\mathrm{n\cdot m/\sqrt{hz}}$以下の感度を持つ精密トルクセンサの開発と,入射レーザパワーのサブマイクロワットで量子放射圧ノイズが支配する振子の動きを予測した。
この研究は、量子力学と重力の界面における実験のための新しい地平線への道を開く。
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