論文の概要: Decoherence of a matter-wave interferometer due to dipole-dipole interactions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.07001v1
• Date: Thu, 13 Jul 2023 18:02:48 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-17 15:50:45.506813
• Title: Decoherence of a matter-wave interferometer due to dipole-dipole interactions
• Title（参考訳）: 双極子-双極子相互作用による物質波干渉計のデコヒーレンス
• Authors: Paolo Fragolino, Martine Schut, Marko Toro\v{s}, Sougato Bose and Anupam Mazumdar
• Abstract要約: 双極子-双極子相互作用による物質-波干渉計のデコヒーレンスについて検討する。 得られた式を適用して、量子重力による質量の絡み合いに対する双極子-双極子脱コヒーレンス率を推定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Matter-wave interferometry with nanoparticles will enable the development of quantum sensors capable of probing ultraweak fields with unprecedented applications for fundamental physics. The high sensitivity of such devices however makes them susceptible to a number of noise and decoherence sources and as such can only operate when sufficient isolation from the environment is achieved. It is thus imperative to model and characterize the interaction of nanoparticles with the environment and to estimate its deleterious effects. The aim of this paper will be to study the decoherence of the matter-wave interferometer due to dipole-dipole interactions which is one of the unavoidable channels for decoherence even for a neutral micro-crystal. We will start the analysis from QED and show that it reduces to the scattering model characterized by the differential cross-section. We will then obtain simple expressions for the decoherence rate in the short and long wavelength limits that can be readily applied to estimate the available coherence time. We will conclude by applying the obtained formulae to estimate the dipole-dipole decoherence rate for the Quantum Gravity-induced Entanglement of Masses (QGEM) protocol and discuss if the effects should be mitigated.
• Abstract（参考訳）: ナノ粒子を用いた物質波干渉法は、素粒子物理学への前例のない応用で超弱磁場を探索できる量子センサの開発を可能にする。 しかし、そのような装置の感度が高いため、多くのノイズやデコヒーレンス源に影響を受けやすく、環境からの十分な隔離が達成された場合にのみ動作する。 したがって、ナノ粒子と環境との相互作用をモデル化し特徴付けし、その有害な効果を推定することが不可欠である。 本研究の目的は,中性マイクロ結晶でも脱コヒーレンスの避けられないチャネルの一つである双極子-双極子相互作用による物質波干渉計の脱コヒーレンスを研究することである。 qedの解析を開始し、微分断面積によって特徴づけられる散乱モデルに還元されることを示す。 次に,コヒーレンス時間の推定に容易に適用可能な短波長および長波長領域におけるデコヒーレンス率の簡易表現を求める。 qgem(quantum gravity-induced entanglement of mass)プロトコルの双極子-双極子デコヒーレンス率を推定するために得られた式を適用し、効果を緩和すべきかどうかを議論する。

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